Xbox Series X: As especificações completas

É isto. Após meses de teasers e mensagens, com ocasionais fugas de informação, podemos finalmente revelar dados concretos sobre a Xbox Series X. Visitámos a sede da Microsoft em Redmond na primeira semana de Março, vimos a consola, jogamos nela e até a construímos a partir dos seus componentes. Vimos o armazenamento NVMe expansível, tivemos uma primeira amostra de ray-tracing acelerado por hardware e vimos como um dos talentosos estúdios da Microsoft quer melhorar um dos jogos mais impressionantes disponíveis actualmente na nova Xbox. Tivemos uma amostra das excelentes funcionalidades de retro-compatibilidade e sim, podemos finalmente revelar todas as especificações oficiais da Xbox Series X.

Tudo começa com três aspectos principais sobre os quais a nova consola Xbox foi construída: poder, velocidade e compatibilidade. Sem dúvidas, a Microsoft tem a sua mensagem para partilhar com base nestes pilares, mas também servem como uma base sólida para a nossa história.

O quão poderosa é a Xbox Series X?

Com poder, tudo começa com o SoC - system on chip da Project Scarlett. O processador é fabricado com uma versão melhorada do processo de 7nm da TSMC e sabemos que inclui diversas melhorias na tecnologia, mas não inclui o que é alcançado com o 7nm+ EUV. O chip em si é um pedaço silício com 360mm² (muito mais pequeno do que esperado), combinado com versões personalizadas de uma CPU Zen 2 da AMD com uma GPU com 12.155 teraflops de poder computacional.

Como esperado, temos uma CPU com 8 cores e 16 threads, entregues via 2 unidades quad-core no silício, com um core CPU (ou duas threads) reservadas para o sistema operativo e a 'carcaça' frontal. A Microsoft promete uma melhoria de 4x por cada core e no geral sobre a Xbox One X e as velocidades CPU são impressionantes, com uma frequência máxima de 3.8GHz. Isto é quando a SMT ou hyper-threading está desactivada. Curiosamente, os programadores podem escolher corre com 8 cores físicos com velocidades superiores ou todos os cores e threads activadas a 3.6GHz. Estas frequências estão completamente fixas e não se ajustam de acordo com a carga ou temperatura, um detalhe realçado diversas vezes pela Microsoft.

Nos nossos testes PC, ter SMT activada pode fornecer 30% ou mais performance adicional quando é bem usada. No entanto, nos jogos de lançamento, a Microsoft espera que os estúdios optem pelo modo 3.8GHZ sem SMT. "Da perspectiva de um criador de jogos, esperamos que muitos usem os 8 cores porque os seus jogos actuais estão a correr com a distribuição definida para 7 cores e 7 threads de trabalho," explica Andrew Goossen, arquitecto de sistemas na Xbox. "E para expandirem, para irem para 14 threads de hardware, significa que têm um sistema que faz isso, mas assim, terias cargas que se dividem de forma mais eficaz por eles. E assim sendo, estamos a descobrir que a maioria dos estúdios, em conversas sobre as suas escolhas para o lançamento, a vasta maioria optará por desactivar a SMT e a velocidade superior."

Xbox Series X Complete Specs + Ray Tracing/Gears 5/Back-Compat/Quick Resume Demo Showcase!

O core CPU foi personalizado, especialmente em termos de segurança, poder e performance e com 76MB de SRAM em todo o SoC, podemos presumir que a gigantesca cache L3 presente nos chips Zen 2 para desktop foi reduzida. O exacto processador Series X é usado nos servidores Project Scarlett na nuvem que vão substituir os modelos xCloud baseados na Xbox One S actualmente usados. Para conseguir isto, a AMD inseriu correcção de erros EEC para GDDR6 sem penalidade na performance (não existe G6 compatível com EEC, por isso, a Microsoft e a AMD criaram a sua própria solução) e também estão incluídas as funcionalidades de virtualização. Isto leva-nos para o primeiro momento de cair o queixo: o processador da Series X consegue correr quatro jogos Xbox One S ao mesmo tempo, no mesmo chip, e contém um codificador interno de vídeo 6 vezes mais rápido que o codificador externo usado actualmente nos servidores xCloud.

Mas até agora, o foco tem sido a GPU, onde a Microsoft entrega 12 teraflops de performance computacional através de 3328 shaders distribuídos por 52 unidades computacionais (existem 56 no silício, 4 desactivadas para aumentar os ganhos na produção) que correm a consistentes 1825MHz. Mais uma vez, a Microsoft realça que as frequências são consistentes em todas as máquinas, todos os ambientes. Não existem velocidades superiores na Xbox Series X.

"12 TFLOPs foi o nosso principal objectivo desde o início. Queríamos no mínimo, duplicar a performance da Xbox One X para suportar os nossos alvos 4K60 e 120. E queríamos o dobro dessa performance para aplicar de forma uniforme a todos os jogos," explica Goossen. "Para alcançar isto, colocamos um alvo de 2x os TFLOPs da performance, sabendo que as melhorias na arquitectura tornariam a habitual performance muito superior a 2x. O nosso objectivo de duplicar esse número de TFLOPs na performance foi estabelecido antes de considerarmos as melhorias na arquitectura, por diversas razões. Especialmente porque definia um alvo audaz para o consumo energético e definiu toda a arquitectura do sistema."

"Além disso, na fase inicial do design, é difícil prevermos os benefícios das melhorias arquitectónicas em todos os piores resultados possíveis. O nosso alvo era duplicar em tudo, não apenas na média. Por isso, a forma mais prática para assegurar uma melhoria base de 2x em todos os piores cenários possíveis registados em todos os jogos foi estabelecer um objectivo de duplicar a performance em bruto dos TFLOPs. Por isso, concentrámos os nossos esforços em tornar a performance eficaz ainda maior com melhorias na arquitectura e novas funcionalidades.

A arquitectura RDNA da AMD oferece muito mais performance por teraflop, devido ao novo design radical, combinado com as velocidades muito superiores (a GPU da Series X corre com uma vantagem de 56% na frequência sobre a Xbox One X), mas existem multiplicadores que devem ter efeito através do uso de novas funcionalidades inseridas no design, como variable rate shading, que basicamente tenta aumentar e diminuir a precisão da renderização de acordo com a visibilidade.

No entanto, mesmo ports básicos que praticamente nem usam as novas funcionalidades da Series X estão a alcançar resultados impressionantes. Mike Raynor e Colin Penty da The Coalition mostraram-nos Gears 5 a correr na Series X, produzido em apenas 2 semanas. Em colaboração com a Epic Games para colocar o UE4 a correr na Xbox Series X, basicamente subiram todas as definições de qualidade para o equivalente a Ultra da versão PC, adicionaram sombras de contacto e a nova iluminação global via ray-tracing do UE4. Além disso, as cutscenes de Gears 5, que correm a 30fps na Xbox One X, foram colocadas a 60fps perfeitos. Falaremos disso mais tarde, mas o mais importante aqui é que nos mostraram como um port feito em duas semanas, sem optimização, já consegue uma performance muito similar à de uma RTX 2080.

"Em relação à nossa posição e simplesmente olhar para a nossa experiência com o hardware neste jogo, penso que é muito positivo ver como se está a portar, especialmente sabendo quanta performance ainda existe por explorar ali, baseado no que já fizemos," diz Mike Raynor. "Gears 5 será optimizado por isso, o que viste hoje estará lá, disponível no lançamento da Series X. O jogo terá suporte para Smart Delivery, por isso, se já tens o jogo, vais tê-lo de borla na Xbox Series X."

Foi uma apresentação impressionante para um jogo que nem sequer acede às funcionalidades de nova geração na nova GPU. De momento, é difícil quantificar o tipo de melhoria na qualidade visual e performance que teremos ao longo do tempo, mas como existem óbvios paralelos com as máquinas de actual geração, a mistura entre novo hardware e novas APIs permitirá diferentes cargas a corre na GPU. A aprendizagem da máquina é uma funcionalidade da qual já falamos, especialmente da arquitectura Turing da Nvidia e do upscaling DLSS IA. A arquitectura RDNA 2 usada na Series X não tem cores equivalentes, mas a Microsoft e a AMD criaram uma nova solução baseada nos cores shader padrão. Com 12 teraflops de computação FP32, a RDNA 2 também permite duplicar isso com FP16. No entanto, as cargas sobre a máquina frequentemente usam uma precisão inferior a isso, por isso, os shaders RDNA 2 foram ainda mais personalizados.

"Sabíamos que muitos algoritmos precisam apenas de posições 8-bit e 4-bit para operações matemáticas e peso relacionadas representam a maioria da sobrecarga de performance nesses algoritmos," diz Goossen. "Por isso, adicionámos suporte especial para o harfware neste caso específico. O resultado é que a Series X oferece 49 TOPS para operações integer 8-bit e 97 TOPS para as operações 4-bit integer. Repara que os pesos são integer, por isso são TOPS e não TFLOPs. O resultado final é que a Series X oferece uma inteligência sem precedentes na aprendizagem da máquina."

Existem outras funcionalidades revolucionárias. Mais uma vez, tal como na arquitectura Turing, shaders de mistura foram incorporados na RDNA 2, permitindo uma melhoria explosiva no detalhe geométrico.

"Consoante as GPUs cresceram e a performance computacional aumentou, o processamento de geometria tornou-se mais direccionado no vértice de função fixo, esquema triangular e blocos de tecelagem da GPU." O shading de misturas permite aos programadores ultrapassar por completo esses gargalos de função fixa ao fornecer uma alternativa às partes existentes da cadência GPU. Além da performance, o mesh shading oferece aos programadores flexibilidade e poupanças na memória. O mesh shading permitirá aumentar o detalhe na forma e animações de objectos e renderizar cenas mais complexas sem sacrificar o rácio de fotogramas."