Poznaj wnętrze Xbox One X czyli Scorpio Engine SoC

Wczoraj na Uniwersytecie Stanforda odbyła się konferencja Hot Chips, a w jej trakcie poznaliśmy dokładne szczegóły układu Scorpio Engine, współtworzonego przez AMD, który zasila najnowszą konsolę Microsoftu, Xbox One X.

O ile suche parametry były przedstawione już dawno temu - wstępnie w kwietniu za pośrednictwem portalu Eurogamer i stowarzyszonej z nim ekipy Digital Foundry, to teraz dowiedzieliśmy się jak poszczególne komponenty ze sobą współgrają. Mierzący 359 mm2 układ, wyprodukowany w technologii TSMC 16nm FinFETT+ mieści 7 miliardów tranzystorów. Jest znacznie większy niż jego ekwiwalent z PS4 Pro, którego powierzchnia to 232 mm2. Scorpio Engine zawiera 4 rzędy shaderów, każda z nich z 11 jednostkami obliczeniowymi. Według Microsoftu zdezaktywowano po jednej jednostce obliczeniowej w każdym rzędzie w razie pojawienia się problemów z uzyskiem. Na konferencji została szczegółowo także pokazana struktura jednostki SoC w skali mikro.

Z jednego z diagramów można zaobserwować, że umieszczono tam dwa klastry 4-rdzeniowych procesorów o taktowaniu 2,3 GHz, które otoczone są parą kontrolerów pamięci podręcznej. Na układzie znajduje się także 12 kontrolerów pamięci GDDR5 - u góry, dołu i po prawej stronie jednostki. Wersja deweloperska konsoli legitymuje się 2 GB na kanał, a tym samym dysponuje aż 24 GB pamięci GDDR5. Firma Microsoft wyjawiła, że w testach efektywnie udało wykorzystać się 285 GB/s z 326 GB/s maksymalnie dostępnej przepustowości, aczkolwiek większość gier nie dojdzie do tego progu. Według amerykańskiej korporacji, dzięki ponad czterokrotnie wyższej przepustowości pamięci, zrezygnowano z 32-megabajtowego układu eSRAM pełniącego rolę superszybkiego bufora kompensującego relatywnie niską przepustowość. Xbox One X jest pierwszą konsolą, która dostarcza 6 TFLOPS mocy obliczeniowej w precyzji FP32. Mnożąc 40 jednostek obliczeniowych przez 128 operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę i taktowany 1172 MHz zegar GPU, daje nam to w sumie 6,000,640 FLOPS.

Jakiś czas temu Microsoft ujawnił, że wspólnie z AMD spędził dużo czasu i poświęcił wiele środków na optymalizację GPU. Scorpio Engine SoC posiada firmware i specjalne układy, które pozwalają na integrację DX12 na poziomie hardware'u, a tym samym maksymalizując wydajność gier tworzonych pod API Microsoftu. Te usprawnienia dotyczą także CPU. Procesor zastosowany w Xbox One X jest pochodnym 8-rdzeniowych jednostek z rodziny Jaguar, lecz jest o 31% szybszy od poprzedniej wersji. Według Microsoftu większość pracy optymalizacyjnej zostało dokonanej od strony pomniejszenia opóźnień głównych kontrolerów pamięci do maks. 20%. Ponadto firma z Redmond podkreśla trzykrotnie większą ilość kanałów pamięci, a także sześciokrotnie więcej banków pamięci. Zmieniono także ułożenie i powiększono rozmiar bufora pamięci TLB (Translation Lookalike Buffer), a także umieszczono zaprojektowany na nowo bufor deskryptorów segmentu, który "zbiera informacje związane z translacją adresów drugiego poziomu" i poprawia efektywność pracy do 4,3%.

Xbox One X podobnie, jak Xbox One i Xbox One S uruchamiają gry z Xbox 360 w Wirtualnej Maszynie, natomiast kompatybilność najnowszej iteracji Xbox One z podstawowymi wersjami jest natywna. Inżynierowie Microsoftu zapewniają, że dodatkowa moc Xbox One X nie skomplikuje zgodności wstecznej, a dodatkowa przepustowość pamięci będzie wykorzystana.

Scorpio Engine to SoC z mostkiem południowym służącym za zegar referencyjny dla wszystkich komponentów znajdujących się na układzie. Prowadzi on bezpośrednie interakcje z pamięcią, układami odpowiadającymi za wyjście wideo, kontrolerem Ethernetu oraz mostkiem południowym. Ten ostatni z kolei komunikuje się z się z pozostałymi komponentami, takimi jak kontrolerem USB 3.0, portami komunikacji podczerwonej, adapterami Wi-Fi, kontrolerami, odtwarzaczem 4K Blu-ray, dyskiem twardym oraz pamięcią flash.

W kwestii usprawnień audio-wideo, omówiono także kodeki, którymi posługuje się Xbox One X, jak również inne, związane z multimediami, technikalia. Urządzenie wspiera formaty 4K 60 Hz HEVC (H.265), VP9 oraz AVC (H.264), a przy okazji jest kompatybilne z HDR10 i umożliwia nagrywanie materiałów z gier w kodeku HEVC w 4K i 60 Hz (FPS) wraz z HDR-em. Sprzęt jest zgodny z protokołem DP 1.2a / HDMI 2.0b. Port HDMI jest kompatybilny z  HDCP 2.2 i technologią MST umożliwiającą jednoczesne wykorzystanie kilku urządzeń wyświetlających obraz, a także zapewniającą kompatybilność z technologią VR. Odnośnie dźwięku, Xbox One X dysponuje 8 specjalnie opracowanymi procesorami audio z nowym firmware'em (który także zostanie później wprowadzony do Xbox One S) wraz z obsługą dźwięku z m.in. standardu Dolby Atmos.
Premiera Xbox One X odbędzie się 7 listopada, a konsolę można już zamawiać przedpremierowo w naszym kraju w orientacyjnej cenie detalicznej 2099 PLN.