Microsoft bjuder på inblick i arkitekturen i Xbox Series X

Microsofts genomgång bjuder på en första inblick i hur AMD tacklar ray tracing-beräkningar i RDNA 2-arkitekturen.

Under våren 2020 lyfte Microsoft och Sony på locket för de tekniska detaljerna runt spelkonsolerna Xbox Series X och Playstation 5. Båda företagen förlitar sig på komponenter från AMD för systemens processor- och grafikdel, där den sistnämnda bjuder på stöd för ray tracing på hårdvarunivå. Andra fokusområden som SSD-baserad lagring och 3D-ljud är också kända, men mer djuplodande tekniska detaljer har lyst med sin frånvaro.

Xbox-Series-X-Slide3.jpg
XSX_arkitektur1.jpg
XSX_arkitektur12.jpg

Microsoft är först ut med att råda bot på ovissheten då företaget under teknikmässan Hot Chips lyfter på skynket för den integrerade systemkretsen (SoC) som gör grovjobbet i Xbox Series X. Systemkretsen tillverkas på TSMC:s 7-nanometersteknik och huserar åtta processorkärnor av typen Zen 2 tillsammans med 52 beräkningsenheter (CU) av typen RDNA 2 på grafiksidan. Allt detta ryms på en kretsyta som mäter in på 360,4 mm².

Läs också: En teknisk djupdykning i Xbox Series X

Totalt sett bygger de integrerade komponenterna på 15,3 miljarder transistorer, vilket innebär en fördubblad transistordensitet ställt mot Xbox One X vars systemkrets mäter in på 367 mm2 och huserar blott 6,6 miljarder transistorer. I genomgången av grafikdelen bekräftar Microsoft att denna består av 28 uppsättningar beräkningsenheter med dubbel kapacitet, vilket landar i 56 beräkningsenheter totalt. Av dessa är fyra avstängda för att ge spelrum för tillverkningsdefekter (eng. yield).

XSX_arkitektur6.jpg
XSX_arkitektur5.jpg

Dubbla uppsättningar avser att varje beräkningsenhet består av två uppsättningar hårdvaruresurser som delas upp mellan CU0 och CU1. Fyra matematiska beräkningsenheter (SIMD32 ALU) sällskapas av tillhörande registerenheter, och resurserna i CU0 och CU1 kan dela data sinsemellan. Totalt sett kan en CU-enhet med dubbla uppsättningar utföra 256 flyttalsberäkningar av typen FP32, och 512 beräkningar av typen FP16.

XSX_arkitektur9.jpg

Genomgången bjuder också på de första detaljerna om beräkningsenheternas stöd för ray tracing. Likt tidigare patent skvallrat om implementeras detta genom specialiserade enkla beräkningsenheter som sällskapar beräkningsenheternas texturenheter, och namnet på dessa är Ray Accelerator. En CU-enhet kan utföra fyra texturberäkningar eller fyra ray tracing-beräkningar per klockcykel.

Sett till den kapacitet för ray tracing meddelar Microsoft att hårdvaran utför beräkningar som är specialanpassade för bolagets utvecklargränssnitt DirectX Ray Tracing (DXR). Med detta gränssnitt når Ray Accelerator-enheterna ett högsta värde om 380 G/sec för beräkningar av typen ray-box, och 96 G/sec för beräkningar av typen ray-tri. Då det handlar som specialanpassade beräkningar kan dessa värden dessvärre inte direkt jämföras med nuvarande ray tracing-prestanda på PC-sidan.

Microsoft menar också att den goda ray tracing-prestandan fås med förhållandevis liten kostnad i kretsyta och transistorantal. Enligt företagets presentation upptar dessa tillägg en liten yta på grafikkretsen, men ger 3–10 gånger bättre ray tracing-prestanda ställt mot om uppgifterna skulle köras på traditionella shaderenheter. Bolaget bekräftar också att shader- och ray tracing-beräkningar kan köras parallellt med varandra.

XSX_arkitektur10.jpg

Till sist meddelar Microsoft också att systemkretsen stöder accelerering av maskininlärning via gränssnittet DirectML. Bolaget klargör inte om det handlar om dedikerad hårdvara för uppgiften likt Nvidias Tensor-kärnor i Turing-arkitekturen, utan nöjer sig med att konstatera att även maskininlärning kan accelereras 3–10 gånger bättre jämfört med tidigare, även om det inte framkommer exakt vad denna förbättring mäts mot.

De sista detaljerna bolaget bjuder på berör hur operativsystemen i Xbox Series X hanteras. Likt Xbox One används här ett upplägg med virtualiserade operativsystem, där ett används för speltiteln som körs och ett används för själva systemmjukvaran. De båda virtualiserade systemen har tillgång till olika nivåer av DirectX-gränssnittet och dess olika subsystem, och de kan agera parallellt oberoende av varandra.

Xbox Series X lanseras enligt uppgift den 6 november år 2020, till ett ännu okänt pris. Källor med insikt hos återförsäljare rapporterar att prislappen hamnar på 599 USD, vilket motsvarar cirka 6 500 kronor utan svenska avgifter som kemikalieskatt och privatkopiering inräknat.

Läs mer om Xbox Series X:

I butiken: Bag of Gaben

En stenhård tygpåse för sanna spelfantaster, som helt och fullt är värdig att transportera guldklimparna i spelsamlingen till valfri destination.

Köp här!