RUMOR | Como potenciais features específicas de RDNA 3 poderiam afetar o PS5?

Bem amigos da Gamevicio,

Antes que atirem pedras, primeiramente precisamos deixar claro que a questão de features que podem ser aproveitadas em futuras GPUs da AMD são apenas rumores. E como a Microsoft também possui parceria com a AMD, o texto abaixo em nada exclui a possibilidade do Xbox Series X apresentar as mesmas features. A fonte que usamos da GamingBolt assume que o leitor já saiba o que são features. Portanto resolvi escrever esse texto inicial para explicar o "contexto" da discussão.

Conforme foi divulgado tanto por Sony, Microsoft e AMD, a GPU dos consoles Xbox Series X e PS5 possuem micro-arquitetura RDNA 2. Neste caso, a eficiência energética, o IPC (instruções por ciclo), ou simplificando, a "força-bruta" das GPUs é RDNA 2.

Entretanto, além da micro-arquitetura, uma GPU também possui um conjunto de features (recursos), que permitem otimizações sobre suas tarefas de processamento gráfico. Para RDNA 2, uma das features que vem ganhando notoriedade é o VRS (Variable Rate Shading), que otimiza a renderização da imagem principalmente para resoluções maiores. Maiores detalhes estão no item 1 logo abaixo.

Baseado no que foi dito acima, os consoles podem possuir GPU com uma micro-arquitetura base, e features que não correspondem igualmente às que estão na respectiva VGA lançada pela AMD. É por isso que os consoles são divulgados como "Custom RDNA 2-based", ou seja, micro-arquitetura RDNA 2 com customização de features. Por exemplo, o Playstation 4 Pro possui micro-arquitetura Polaris, e dentre o seu conjunto de features, possui a feature *FP16, que só foi incluída nas GPUs Vega lançadas no ano seguinte. O mesmo vale para o Xbox One X, que inclusive teve divulgação sobre customização de features na época de lançamento, sendo noticiado que a GPU customizada do Project Scorpio é baseada em Polaris, mas também traz tecnologias AMD Vega https://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2017-the-scorpio-engine-in-depth

*FP16 significa você poder executar cálculos de números reais ponto flutuante (FP = floating point) com precisão de 16 bits. Os teraflops (ou a quantidade de cálculos de números ponto flutuante por segundo) de uma GPU geralmente são medidos com a precisão 32 bits (FP 32). Mas caso o desenvolvedor não precise de realizar cálculos com casas decimais "tão precisas", pode diminuir a precisão para 16 bits, e consequentemente conseguir dobrar a quantidade de cálculos que podem ser realizados. Por exemplo, o Playstation 4 Pro possui 4.2 Teraflops em FP 32, ou 8.4 Teraflops em FP 16. Caso essa feature existisse no Xbox One X, seriam 6 Teraflops em FP 32 ou 12 Teraflops em FP 16. Entretanto, para cálculos de geometria em um game, é complicado usar FP16 por causa da grande perda de precisão, logo FP32 é usado na maior parte dos cálculos, reduzindo o uso de FP16 para finalidades específicas. Dentre essas finalidades, na próxima geração será de grande utilidade o uso de menor precisão em Machine Learning, como já divulgado inclusive pela Microsoft para o Xbox Series X com operações int8 (49 TOPs) e até int4 (97 TOPs). Esses números foram compartilhados pela Digital Foundry no teardown realizado em março. https://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2020-inside-xbox-series-x-full-specs

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A explicação acima ilustra uma situação interessante. Como o Playstation 4 Pro foi lançado em 2016, aproveitou muito pouco das features que na época ainda estavam em desenvolvimento para a micro-arquitetura Vega. Já o Xbox One X, que foi lançado no ano seguinte se beneficiou melhor no uso de features Vega na sua GPU customizada. O mesmo raciocínio pode ser usado com os consoles a serem lançados neste ano: como VGAs com micro-arquitetura RDNA 2 ainda não foram lançadas, a situação do Playstation 5 e do Xbox Series X em aproveitar potenciais features RDNA 3 pode ser semelhante à do PS4 Pro em 2016, ou seja, consumindo apenas melhorias pontuais de um projeto ainda em desenvolvimento.

O PlayStation 5 está a apenas alguns meses de distância. Já vimos alguns gameplays reais em títulos do PlayStation 5, demonstrando efeitos técnicos e qualidade de imagem que vão além do que é possível com a atual geração de consoles.

No entanto, as principais questões permanecem sobre o poder de permanência dos novos consoles. Lembre-se de que o PlayStation 5 e o Xbox Series X precisam permanecer relevantes para os jogadores de console e para a indústria de jogos como um todo por pelo menos 5 a 7 anos. O hardware do PlayStation 5 realmente oferece o tipo de experiência de jogo que esperamos do ano de 2027 (literalmente, o momento em que Deus Ex: Human Revolution acontece)?

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Uma possibilidade é olhar além dos números em teraflops e se concentrar em como cada console alavanca recursos de software e tecnologia exclusivos. Um relatório recente indica que o PlayStation 5 irá alavancar um subconjunto de features RDNA 3, funcionalidade que a AMD está construindo nas GPUs que trará ao mercado após o Big Navi, e provavelmente não estará disponível para o mercado de PCs até pelo menos 2022.

Se isso for verdade, o que isso significa para os jogadores de PlayStation? E por que isso importa?

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1 - Implica suporte completo para o conjunto de features RDNA2

A grande conclusão aqui, realmente, é que o PlayStation 5 provavelmente oferecerá uma implementação completa de recursos de RDNA2 com otimizações especiais e recursos como variable rate shading. Isso pode soar um pouco como "moderar suas expectativas", mas vamos ter em mente que as partes RDNA2 ainda não foram lançadas ainda.

O variable rate shading no PlayStation 5, uma função central no RDNA2, provavelmente ajudará a manter uma ótima qualidade de imagem e desempenho em 4K e resoluções superiores. Relatórios anteriores indicaram que certos desenvolvedores como a Capcom tiveram problemas para conseguir jogos exclusivos de nona geração como Resident Evil: Village funcionando no PlayStation 5 em 4K. No momento, não está totalmente claro se isso se deve a problemas de otimização em estágio inicial ou por causa dos limites da configuração de hardware do PlayStation 5 e do fato de que, no final do dia, 4K continua sendo um alvo de alta resolução estratosférica.

Assim que passarmos do período de "cross-gen" em que o suporte para Xbox One e PlayStation 4 é obrigatório, veremos cada vez mais jogos que exigirão fortemente da GPU do PlayStation 5, especialmente em 4K. Nesses casos, o variable rate shading será útil para oferecer um grau de sobrecarga de GPU sem afetar o desempenho de forma perceptível. Como funciona o VRS?

O variable rate shading essencialmente tira proveito do fato de que a resolução percebida varia no campo de visão de uma pessoa. O 4K nítido realmente importa apenas em um cone de visão relativamente estreito imediatamente à frente dos olhos. Mais para a esquerda e para a direita, a resolução perceptiva é tão baixa quanto a metade ou até um quarto do nível nominal. Ajustando dinamicamente a taxa de sombreamento em partes específicas da imagem na tela, os desenvolvedores liberam uma quantidade substancial de recursos da GPU sem afetar a qualidade percebida da imagem.

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2 - Pode significar suporte para tecnologia de reconstrução de quadros baseada em Inteligência Artificial (IA)

A Sony recentemente fez barulho quando foram descobertas patentes para a tecnologia de reconstrução de quadros do PlayStation que oferecia funcionalidade semelhante ao DLSS da NVIDIA. O suporte para features RDNA 3 aumenta a perspectiva de que o PlayStation 5 possa suportar alguma forma de escalonamento e reconstrução de frame up baseado em IA.

Uma vez que a GPU do PlayStation 5 não tem tensor cores dedicados para cargas de trabalho de machine learning, a reconstrução do quadro teria que ser feita em software, com um desempenho ligeiramente superior. Independentemente disso, isso ainda pode significar melhorias tangíveis no desempenho. O game Control da Remedy foi recentemente atualizado com o que foi descrito como "DLSS 1.9", essencialmente uma implementação de software do DLSS 2.0 de uso geral da NVIDIA. Embora o impacto de desempenho de "DLSS 1.9" tenha sido um pouco maior do que a implementação anterior de DLSS 1.0 da Control, a qualidade da imagem e as melhorias de desempenho geral são inegáveis.

O PlayStation 5 pode potencializar a funcionalidade RDNA voltada para a frente para oferecer ótimos resultados de reconstrução e aumento de escala de quadros sem a necessidade de tensor cores. Conforme os jogos se tornam mais intensos graficamente, esta será uma abordagem chave para manter o desempenho em 4K. Além disso, se os desenvolvedores realmente planejam entregar jogos que rodam a 8K, algum tipo de construção ou aumento de escala é crítico.

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3 - Desempenho aprimorado graças à Geometry Engine personalizada

Os relatórios indicam que o PlayStation 5 apresenta uma Geometry Engine personalizada que oferece melhor mesh shading e desempenho VRS do que o RDNA2 visto no Xbox Series X e nos próximos produtos para PC. Ainda não está claro se a Geometry Engine do PlayStation 5 adota ou não features RDNA 3 ou se este é um design totalmente personalizado. Independentemente disso, isso tem implementações de longo prazo para o poder de permanência do PlayStation 3.

Modelos de alta fidelidade são um aspecto fundamental do conjunto visual da nona geração. Isso é algo que vimos em demos como Lumen in the Land of Nanite apresentada na Unreal Engine 5, bem como em fragmentos de jogo reais. Os recursos de mesh shading de próxima geração do PlayStation 5 devem permitir que ele lide com uma maior produtividade de geometria. Isso significaria mais polígonos na cena de cada vez, menos pop-in e modelos de objetos e personagens de maior qualidade. Devido aos retornos decrescentes, é necessário um polycount exponencialmente maior para criar modelos que parecem objetivamente mais realistas do que os modelos da geração atual. Um mesh shading mais eficiente pode dar ao PlayStation 5 espaço para desempenho para tornar isso uma realidade.

Na apresentação Road to PS5, Mark Cerny explicou a idéia da Geometry Engine, a partir do minuto 28:31 do vídeo abaixo.

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4 - Possíveis otimizações de Ray Tracing

Embora a AMD tenha afirmado que as peças RDNA 2 oferecerão suporte para Ray Tracing acelerado por hardware, ainda não está claro qual será a forma exata da aceleração por hardware. O Big Navi e outras peças RDNA2 apresentarão núcleos RT personalizados da mesma forma que o hardware Turing da NVIDIA? Ou as placas RDNA2 executarão cargas de trabalho de Ray Tracing nos shaders com otimizações sob medida para desempenho? Estamos inclinados para a segunda opção. Por que isso importa para o PlayStation 5?

Muito se falou sobre as capacidades de ray-tracing do PlayStation 5. Uma série de revelações de gameplay do PlayStation 5, incluindo Gran Turismo, apresentou implementações espetaculares de ray tracing, além do que vimos no espaço do PC.

A pressão para o ray-tracing no hardware do PlayStation 5 é intrigante porque ainda não estamos claros sobre a extensão do suporte de ray-tracing da AMD em RDNA2. O “molho especial” de RDNA 3 poderia ser uma resposta possível. Independentemente da forma exata em que o suporte de Ray Tracing de hardware é implantado no PlayStation 5, é possível que a AMD possa usar otimizações de Ray Tracing baseadas em RDNA 3 para fornecer desempenho de Ray Tracing superior no console Sony. Essa abordagem voltada para o futuro pode ser crítica para garantir o desempenho adequado de Ray Tracing a longo prazo, com placas Big Navi e Ampere como a GeForce RTX 3080 Ti que devem fazer grandes incursões em termos de desempenho de Ray Tracing do PC.

Conclusão

Neste ponto, ainda é muito cedo para determinar o impacto exato de possíveis recursos RDNA 3 no desempenho do PlayStation 5. O que sabemos é que a Sony está oferecendo um console 4K capaz com suporte para Ray Tracing acelerado por hardware e tecnologias emergentes como variable rate shading. Quer o "molho secreto" de RDNA 3 seja implantado ou não, esperamos que os proprietários do PlayStation 5 vejam uma diferença de fidelidade noite e dia em relação ao PlayStation 4.