EXKLUZIVNĚ ODHALUJEME konzoli Xbox One Project Scorpio

Minulý týden jsme byli pozváni do kampusu Microsoftu v Redmondu na exkluzivní ukázku technologie nového Xboxu, který dostal přezdívku Project Scorpio. Na poměry odhalování specifikací je tato událost bezprecedentní: je to poprvé, co se někdo takto předčasně dostal ke klíčové systémové architektuře, a načasování je navíc naprosto jedinečné. Zdá se, že Scorpio dokonce předhání svůj vlastní časový plán, protože od vydání nás nejspíš dělí minimálně ještě šest měsíců, ale my jsme už teď viděli působivý software, který na produkčním křemíku běží naprosto nádherně.

V tomto článku budou všechny specifikace, které budete potřebovat, ale ten pravý důvod, proč nás k sobě Microsoft pozval na pokec s autory této konzole, je zcela přímočarý: všechna ta čísla, která jsou už takhle působivá, nedokážou plně reprezentovat, čeho chce tento produkt dosáhnout. A už vůbec tato čísla výpočetních jednotek a teraflopů nedokážou vystihnout nadšení, které Xbox tým do tohoto projektu vložil. Microsoft se tu o něco snaží. Nejde tu jen o výkon, ale o to, aby posunul kvalitu designu konzole na novou úroveň - a to ve všech aspektech.

Nejdůležitější body? Díky kombinaci chytrého designu a ryzí koňské sily se Projectu Scorpio podařilo dosáhnout šestiteraflopového milníku, který si vývojáři předsevzali na loňské E3. Vliv na to má i vlastní GPU, který byl navržen kompletně od nuly pro optimální výkon na dnešních herních enginech - a na poměry konzolí běží dosud nevídaně vysokou rychlostí. GPU je spárovaný s 12 GB rychlé paměti GDDR5 a vlastním osmijádrovým procesorem a to všechno sídlí v kompaktní jednotce s integrovaným zdrojem a - na konzole - špičkovým chlazením.

Výkon je pozoruhodný. Viděli jsme demo Forza Motorsport, které na tomto stroji běželo nativně ve 4K při nastavení, což je ekvivalentní s Xbox One. Hra dosahovala 60 snímků za sekundu a ani se nezadýchala. Scorpio tedy nejspíš zvládne běžet nativně ve 4K při zobrazování široké škály obsahu a ještě mu zbyde výkon na další vizuální vylepšení.

Závod k metě 4K a engine Scorpio

V Redmond se přehlídka rozjela ještě dřív, než jsme se ponořili do technických specifikací. Celkový koncept Projectu Scorpio se od chvíle, co ho Phil Spencer představil na loňské E3, vyvinul a v některých klíčových ohledech se tak trochu podobá propozici PlayStation 4 Pro - což je něco, čeho si je Microsoft vědom. Jeho cílem je očividně ultra HD vizuál ve 4K, který má vyhovovat nové generaci televizí, ale řešení Microsoftu představuje oproti designu Pro podstatné vylepšení specifikací prakticky ve všech ohledech. Vzhledem k tomu zde platí i filozofie Sony o „chytrém“ designu GPU, ovšem tady je provedená zcela odlišným způsobem a navíc je podpořená mnohem větší koňskou silou.

„Pro mě 4K znamená velmi konkrétní sadu věcí. Jde o mnohem víc než jen o těch nějakých osm milionů pixelů na obrazovku během hraní her,“ říká Kevin Gammill, ředitel programové skupiny platformy Xbox Core. „Jde o to udělat ty pixely s vlastnostmi 4K, aby vypadaly skvěle. Jde o to, aby ty pixely byly v HDR a měly vysokou věrnost barev. Jde o to, aby ty pixely netrpěly ztrátou fps oproti verzím 1080p stejného titulu - to je pro nás mimořádně důležité. Prostorový zvuk ten podmanivý zážitek jen podtrhuje: abychom skutečně vystihli zážitek s hrou, nemůžeme se zaměřovat jen na to, co vidíte, ale i na to co slyšíte.“

Pro novou konzoli je klíčový Scorpio Engine, nový SoC (systém na čipu) vyvinutý opět ve spolupráci s AMD. Stejně jako mnoho dalších aspektů boxu byl i design nového procesoru založen na revolučním přístupu k práci - čehož bylo možné dosáhnout pouze na základě aktualizace designu uprostřed generace.

„Když jsme dosáhli 4K, Andrew Goossen a jeho tým provedli velmi zevrubnou analýzu,“ pokračuje Gammill. „Máme jeden vývojářský nástroj jménem PIX (Performance Inspector for Xbox). Díky němu můžeme zachycovat stopu GPU. Spolu se svým týmem provedli velmi zevrubnou analýzu na široké škále titulů s tím cílem, že všechny tituly 900p či lepší by na Scorpio měly být schopné v pohodě běžet na požadovaném počtu snímků ve 4K. To byla naše velká meta, takže s tím jsme začali pracovat na specifikacích, které by Scorpio Engine měl mít. V tomto procesu nešlo o to, zavolat do AMD a říct, ať se postarají o tohle a támhleto. Věnovali jsme tomu opravdu specificky odvedenou práci.“

Tvůrci her musí obvykle pracovat s charakteristikami konzolové platformy, ale protože zadání designu Scorpio spočívalo v povýšení existujících titulů na 4K, hardwarový tým mohl vybrat skutečně vydané hry a upravit design tak, aby odpovídal běžným charakteristikám. PIX poskytl data, která pak šla do hardwarového emulátoru, ve kterém pak tým Microsoftu mohl vidět, jak by tyto tituly běžely na potenciálním hardwaru Scorpio. Bylo možné vyzkoušet několik různých konfigurací za účelem získání toho nejlepšího vyvážení.

„Udělali jsme to tak, že jsme vzali snímky z PIX od všech našich špičkových vývojářů... Ručně jsme je prošli a pak jsme extrapolovali, jaké úsilí by bylo potřeba vyvinout pro danou hru, aby podporovala renderovací rozlišení 4K,“ říká grafický technik Andrew Goossen. „Nyní jsme měli model pro všechny naše nejprodávanější hry na Xbox One, na kterém jsme mohli upravovat konfiguraci pro počet výpočetních jednotek, taktování, paměťové pásmo, počet renderovacích back-endů, počet shaderových enginů, velikost bedny atd. Mohli jsme upravovat svůj design a zjistit, jaká konfigurace by byla zcela optimální. Dělat tyto kompromisy pro nás bylo neuvěřitelně cenné, protože koneckonců jsme na 4K chtěli převést právě tyto tituly.“

Pozoruhodné je, že k tomuhle všemu došlo již před lety, tedy ještě dřív, než byl vůbec nějaký hardware vyroben. Tyto znalosti z profilování her na Xbox One také umožnily propracovanější úpravy hardwaru od AMD.

„Také jsme využili fakt, že velmi, velmi dobře rozumíme architektuře AMD i tomu, jak dobře si vede v případě našich her,“ pokračuje Goossen, „takže jsme mohli projít a prověřit spoustu interních front a bufferů a mezipamětí a FIFO, ze kterých se skládá velmi hluboké datové vedení dat. Když najdete místa, kde může docházet k zúžení, můžete na procesoru i na velmi malých oblastech zvětšit průtokovost a získat efektivní řešení.“

Konečným výsledkem je 40 výpočetních jednotek Radeon ve vlastním Scorpio Engine, které jednou na pozoruhodných 1172 MHz - což je obrovské navýšení oproti 853 MHz u Xbox One a dokonce i oproti 911 MHz u PS4 Pro. Spoustu věcí jsme oproti původní specifikační analýze Projectu Scorpio trefili přesně na cíl (nebo velmi blízko), ale pokud jde o potenciální nataktování GPU, byli jsme úplně mimo. To, jak se toho Microsoftu podařilo dosáhnout, vypovídá o kvalitě designu v jiné části konzole, ale faktem je, že GPU Scorpio se od maximálního navýšení taktování u grafické karty RX 480 založené na Polaris od AMD (která má pouze 36 výpočetních jednotek) liší pouze o 94 MHz - a vyžaduje robustní vlastní chladič, který by maximální navýšení taktování ustál.

„Tohle všechno je důležité, ale zbývala tu ještě spousta další konfigurace, kterou jsme museli udělat rovněž,“ říká Goossen a poukazuje na rozhraní procesoru Scorpio Engine. „Jak je vidět, zdvojnásobili jsme počet shaderových enginů. To má za následek 2,7x vylepšení vertexové rychlosti, když připočítáte i navýšení taktování. Zdvojnásobili jsme počet renderovacích back-endů, což má za následek 2,7x navýšení fill-rate. Zečtyřnásobili jsme velikost mezipaměti L2 u GPU - opět proto, abychom dosáhli výkonu pro 4K.“

Druhou část našeho exkluzivního odhalení nové konzole přineseme již brzy!