Xbox Velocity Architecture

Microsoft lleva desde hace bastante tiempo hablándonos de lo que ahora conocemos como Xbox Series X, su consola de nueva generación, incluso el pasado mes de marzo desvelaron todas sus especificaciones técnicas.

Aun así, todavía hay detalles en los que profundizar. Uno de ellos es lo que han bautizado como Xbox Velocity Architecture, aunque cariñosamente se refieren a ella como el alma de Xbox Series X.

Se trata de una reinvención radical del subsistema de E/S tradicional, algo que ha influido directamente en todos los aspectos del diseño de la consola. Esta consta de cuatro componentes principales: la SSD NVME personalizada, bloques de descompresión acelerados por hardware, una nueva API DirectStorage y el Sampler Feedback Streaming (SFS).

Las cuatro partes de Xbox Velocity Architecture

SSD NVME personalizado

La base de Xbox Velocity Architecture es el SSD NVME personalizado de 1 TB, que ofrece 2.4 GB/s de rendimiento de E/S sin procesar, más de 40 veces el rendimiento de un Xbox One.

Los SSD tradicionales utilizados en los PCs a menudo reducen el rendimiento a medida que la temperatura aumenta o al realizar mantenimiento de la unidad. El SSD NVME personalizado de Xbox Series X está diseñado para brindar un rendimiento constante y continuo en lugar del máximo rendimiento.

Los desarrolladores tienen un nivel garantizado de rendimiento de E/S en todo momento, así como la capacidad para diseñar y optimizar de manera confiable sus juegos sin limitaciones como a las que se enfrentan hoy en día. Este mismo nivel de rendimiento constante y continuo también  se aplica a la tarjeta de expansión de almacenamiento de Seagate, garantizando exactamente la misma experiencia de juego, sin importar en dónde esté instalado el juego.

Xbox Series X

Descompresión acelerada por hardware

Los paquetes y activos del juego se comprimen para minimizar los tiempos de descarga y la cantidad de almacenamiento requerida para cada juego individual. Con el soporte acelerado por hardware para el descompresor LZ estándar, así como un nuevo algoritmo patentado específicamente diseñado para datos de textura llamado BCPack, Xbox Series X ofrece lo mejor de ambos mundos para que los desarrolladores logren ahorros masivos sin perder calidad o rendimiento.

Dado que los datos de textura comprenden una parte significativa del tamaño total de un juego, al tener un algoritmo diseñado específicamente para datos de textura además del descompresor LZ de uso general, ambos se pueden usar en paralelo para reducir el tamaño total de un paquete de juego.

Suponiendo una relación de compresión de 2:1, Xbox Series X ofrece un rendimiento efectivo de 4.8 GB/s en rendimiento de E/S, aproximadamente 100 veces el rendimiento de E/S en consolas de generación actual. Para ofrecer niveles similares de rendimiento de descompresión en software, se requerirían más de 4 núcleos de CPU Zen 2.

Xbox Series X - Mando

Nueva API DirectStorage

Se ha agregado una nueva API DirectStorage a la familia DirectX, ofreciéndoles a los desarrolladores máximo control de sus operaciones de E/S, lo que les permitirá establecer múltiples filas de E/S, priorización y reducción de la latencia de E/S.

Estas APIs de acceso directo y de bajo nivel garantizan que los desarrolladores podrán aprovechar al máximo el rendimiento de E/S que ofrece el hardware, eliminando prácticamente los tiempos de carga o los sistemas de viaje rápido.

Sampler Feedback Streaming (SFS)

Se trata de una función completamente nueva construida sobre todos los otros avances de la Xbx Velocity Architecture. Las texturas del juego están optimizadas en diferentes niveles de detalle y resolución, llamados mipmaps, y se pueden usar durante el renderizado en función de qué tan cerca o lejos esté un objeto del jugador. Conforme un objeto se acerque al jugador, la resolución de la textura deberá aumentar para proporcionar la nitidez en detalles e imágenes que los jugadores esperan.

Xbox Series X

Sin embargo, los mipmaps más grandes requieren una cantidad significativa de memoria en comparación con los mips de menor resolución que se pueden usar si el objeto está alejado. En la actualidad, los desarrolladores deben cargar un nivel de mip completo en la memoria, incluso en los casos en los que solo puedan muestrear una porción muy pequeña de la textura general.

A través del hardware especializado agregado a Xbox One X, pudieron analizar el uso de la memoria de textura por la GPU y descubrieron que la GPU por lo general accede a menos de 1/3 de los datos de textura necesarios para cargarse en la memoria. Por lo general, una sola escena incluye miles de texturas diferentes que resultan en una pérdida significativa de memoria efectiva y utilización de ancho de banda de E/S debido al uso ineficiente.

Con esta información, han creado y agregado nuevas capacidades a la GPU de Xbox Series X que le permite cargar solo las subporciones de un nivel de mip en la memoria, a pedido, justo a tiempo para cuando la GPU requiera los datos. Esta innovación resulta en aproximadamente 2.5 veces el rendimiento efectivo de E/S y el uso de memoria por encima y más allá de las capacidades de hardware sin procesar en promedio.

La función SFS ofrece un multiplicador efectivo en la memoria del sistema disponible y el ancho de banda de E/S, lo que resulta en una cantidad significativamente mayor de memoria y rendimiento de E/S disponibles para hacer que el juego brinde una experiencia más rica e inmersiva.

Xbox Series X Controller - Share

A través del aumento masivo en el rendimiento de E/S, la descompresión acelerada de hardware, DirectStorage y los aumentos significativos en la eficiencia proporcionados por la función Sampler Feedback Streaming, la Arquitectura de velocidad de Xbox permite que Xbox Series X brinde un rendimiento efectivo mucho más allá de las especificaciones de hardware, proporcionando directamente, acceso inmediato de bajo nivel a más de 100 GB de datos del juego almacenados en la SSD para cuando el juego lo requiera.

¿Cómo repercutirá esto en los juegos?

Todas estas funcionalidades para los desarrolladores englobadas dentro de Xbox Velocity Architecture tendrán un gran impacto en sus juegos, permitiéndoles crear escenarios nunca antes planteados, con un nivel de rendimiento y capacidad que van más allá de los simples números que marcan las especificaciones del hardware por si solas.

Mundos más grandes y dinámicos, nuevas técnicas de renderización, eliminación virtual de los tiempos de carga o la funcionalidad Quick Resume, entre otras cosas.

Xbox Series X se lanzará a finales de año, en una fecha y a un precio todavía por concretar. El 23 de julio se celebrará un nuevo Xbox Game Showcase donde veremos en acción los juegos que están preparando desde Xbox Game Studios para la nueva consola.

Más información en News Wire.