Por dentro da PlayStation 4

A Sony está a levantar o véu sobre o desenvolvimento da PlayStation 4, revelando finalmente a informação técnica detalhada sobre a sua poderosa nova plataforma juntamente com a filosofia que a conduz. Ontem no GDC, o engenheiro sénior na SCEA, Chris Norden, falou aos programadores sobre a arquitectura central que dá vida à nova consola, falando em profundidade sobre o comando e câmara enquanto nos deu alguma previsão sobre o que coloca a arquitectura x86 64-bit da PS3 acima do teu tradicional PC de jogos.

Uma grande parte da apresentação centrou-se no que Norden descreveu como "aparelhos inovadores de baixa latência" - especificamente o DualShock 4 e a nova PlayStation 4 Eye. Enquanto o novo comando é uma evolução do existente comando PS3, tem a revisão mais fundamental do comando que já vimos de uma geração para a próxima - indo além do remover dos botões Start/Select e à introdução dos seus substitutos Option/Share.

"Os analógicos foram reforçados, sentem-se mais precisos do que no DS3," disse Norden. "Existe um sensor de movimentos...acelerômetros, existe um acelerometro de seis eixos e um giroscópio ali. É melhor que o da PS3, é melhor que o da Vita. Tem dupla vibração como no DS3 mas foi melhorada. Uma das funcionalidades fixes - temos um painel táctil, tem dois pontos simultâneos de toque..."

Norden revelou que o painel táctil tem uma excepcional resolução de 1920x900, e que a vibração foi significativamente melhorada. Os motores de vibração no velho DS3 têm uma unidade "analógica" maior capaz de múltiplos níveis de movimento, juntamente com um mais pequeno que pode simplesmente ligar ou desligar. No DS4, ambos os motores foram melhorados para oferecer vários níveis de vibração, definidos pelo estúdio. Em termos de como o comando se sente na tua mão, materiais de superfície mais fáceis de agarrar são usados para evitar que os polegares escorrem dos analógicos, onde a zona morta foi refinada consideravelmente.

Também temos a confirmação que um headset vai estar dentro de cada caixa com uma PlayStation 4.

"Todos têm perguntado sobre isso, definitivamente ajuda com a conversa por voz, jogos multi-jogador e tudo portanto decidimos aceitar e fazer isso," assinalou Norden. "Tem um sinal estéreo a 32KHz para dois jogadores...a frequência apenas será reduzida ligeiramente quando começas a aumentar o número de jogadores porque a largura de banda sem fios. E existe uma entrada para um microfone de 16KHz. A coluna tem o mesmo sinal de alta qualidade que o headset. Faz stream directamente da PS4 quando está a correr."

Poucos jogos o suportaram, mas o DS3 tinha uma resposta analógica de precisão a 8-bit não só nos botões frontais como no d-pad e nos botões L1 e L2. Isto foi removido no novo comando, a Sony recolhe os benefícios de comunicações sem fios mais rápidas com a consola principal como consequência.

"Vão regressar ao digital porque ninguém os usou. Aumentava o tamanho do pacote, aumentava a latência portanto agora somos capazes de reduzir a quantidade de dados que enviamos de volta para o comando," diz Norden. "Conseguimos cortar a latência e como resultado o comando sente-se com uma boa resposta e rapidez."

A luz fantástica

A Sony confirmou que a barra de luz no comando é mesmo usada para registar a localização do jogador na sala - Norden mostrou o ecrã dividido dinâmico ficando o jogador à esquerda automaticamente com o ecrã à esquerda em oposto a ser atribuído por pré-definição ao jogador um, mudando a perspectiva se os jogadores trocarem de lugar. Similar ao PlayStation Move, diferentes jogadores recebem cores de luz diferentes: o primeiro comando tem o tradicional azul PlayStation, o segundo a luz vermelha enquanto o terceiro e quarto iluminam com verde e rosa respectivamente - Norden explicou que a escolha de cor está relacionada com as cores dos símbolos PlayStation nos botões frontais. Os programadores controlam a barra de luz até certo ponto, portanto os LEDs podem brilhar quando um jogador sofre dano durante um jogo, por exemplo. A barra de luz também brilha ao carregar, o comando pode recarregar baterias mesmo quando a consola está em espera.

Aplicações para a câmara PS4 Eye também foram discutidas em profundidade. Primeiro, uma resolução de 1280x800 por câmara com precisão de cor a 12-bit e um refrescamento a 60Hz foi confirmado, apesar de também ter sido revelado que os programadores podem trocar pixeis por fotogramas e que, no seu mais rápido, a PS4 Eye pode actualizar a 240Hz. Inicialmente pensamos que a dupla câmara pudesse ser usada para aplicações 3D e apesar da tecnologia poder triangular profundidade desta forma, Norden revelou muitos outros usos - a mesma imagem pode ser adquirida em simultâneo em diferentes níveis de exposição, por exemplo, dando um efeito de alto alcance dinâmico e melhorando a performance com fraca luz, enquanto o rácio de fotogramas da câmara pode ser sincronizado com o rácio de fotogramas do jogo. Registo de gestos e registo de faces também é providenciado.

Norden também sugeriu jogos ao estilo Kinect, dizendo que a PS3 suportaria jogo sem comando assim como objetos personalizadas (lembrando a audiência do velho título PS2 que vinha acompanhado de pom-poms).

"Podes ter uma fixação mesmo boa nos itens na sala," partilhou. "Cartas, marcadores de RA, pulseiras, roupas, LEDs, tudo que possas pensar, podes registar - LEDs funcionam realmente bem porque é uma boa e constante fonte de luz mas basicamente podes fazer tudo."

A aumentada precisão da PS4 Eye beneficia de numa experiência melhorada que usa o já soberbo comando Move:

"[PS4 Eye] Providencia na verdade muito melhor registo que a câmara PS3. Maior campo de visão, maior resolução," confirmou Norden. "É simplesmente mais robusta no geral porque tem mais poder. Melhor RA, melhor registo de cabeças, melhor registo de marcadores, melhor tudo."

Curiosamente, a própria câmara tem um acelerometro de seis eixos. Existe um campo de visão de 85 graus, mas o sensor reenvia para a PS4, deixando a consola saber em que direcção está a câmara a olhar. Se um jogo precisa de melhor campo de visão, estes dados permitem ao programador pedir ao jogador para mover a câmara para melhor posição.

De uma perspectiva tecnológica, detalhes sobre a constituição do equipamento da nova consola também foram frontais, Norden abordou em maior detalhe a arquitectura x86 a 64-bit da AMD ("baixo consumo, baixo calor, oito núcleos, oito tópicos de equipamento") mas para os que acompanham as fugas da PS4, houve muito pouco novo aqui, e nada a contradizer informação existente.

Intrigante foi que os novos dados sobre como o núcleo gráfico AMD com 18 unidades computacionais da PS3 é usado. Norden falou sobre uma arquitectura computacional "extrema e cuidadosamente equilibrada" que permite processamento GPU para tarefas que habitualmente correm no processador. Por vezes, empregando gigantesca paralelismo do equipamento gráfico que melhor se adequa a tarefas de processamento específicas.

"O objecto da Computação é ser capaz de abordar código não-gráfico, corrê-lo na GPU e ter os dados de volta," disse ele. "Portanto algoritmos DSP...pós-processamento, tudo que não seja necessariamente baseado nos gráficos podes mesmo acelerar com Computação. A computação também tem acesso a toda a quantidade de memória unificada."

"A coisa fixe com a Computação na PS4 é que corre completamente em simultâneo com os gráficos," disse o entusiasmado Norden. "Portanto tradicionalmente com OpenCL ou outras línguas tens que suspender os gráficos para ter uma boa performance Computacional. Na PS4 não, corre ao mesmo tempo que os gráficos. Desenhados a arquitectura do sistema para tirar total vantagem da Computação a qualquer momento que os gráficos porque sabemos que as pessoas querem a máxima performance gráfica."

Documentos de programadores que escaparam sugerem que 14 das unidades computacionais da PS4 são dedicadas à renderização, com quatro atribuídas a funções computacionais. A revelação da consola no mês passado sugeriu o contrário, todas as 18 a operar de uma forma aparentemente "unificada". No entanto, correr a Computação e renderização ao mesmo tempo sugere mesmo que cada área tem os seus próprios recursos personalizados. Vai ser interessante ver que solução a Sony eventualmente escolhe aqui.

Acesso de baixo nível e gráficos API "wrapper"

Em termos de renderização, houveram algumas notícias interessantes. Norden salientou uma das principais fraquezas do DirectX 11 e OpenGL - precisam servir um vasto leque de equipamento diferente. A vantagem da PS4 é que é uma plataforma de equipamento fixo, significando que as especificações da tecnologia podem ser abordadas directamente. (Vale a pena salientar que de momento a próxima Xbox tem extensões específicas ao equipamento por cima da API DirectX 11 padrão.)

"Podemos melhorar significativamente a performance ao ultrapassar muitas das limitações artificiais do DX11 e funis que são impostos portanto o DX11 pode funcionar num vasto leque de equipamento," revelou.

O ambiente de desenvolvimento é desenhado para ser flexível o suficiente para por o código funcionar e a correr rapidamente, mas oferecendo a opção para os programadores mais aventureiros tirarem mais da plataforma. Para isso, a PS4 tem duas APIs de renderização.

"Uma delas é a API de nível absolutamente baixo, estás a falar directamente com o equipamento. É usada para sacar os buffers RAM estáticos e alimentá-los directamente à GPU," partilhou Norden. "É um nível muito muito mais baixo do que estão habituados com o DX11 e OpenGL mas não está bem ao nível das drives. É muito similar se programaste na PS3 ou Vita, muito similar a essas livrarias gráficas."

Mas acima disso a Sony também providencia o que chama de "API wrapper" que se assemelha mais de perto às APIs PC de renderização padrão.

"A chave é que não sacrifica a eficiência da API de baixo nível. É na verdade um invólucro por cima da API de baixo nível que faz muitas das tarefas mundanas que não queres estar sempre a fazer."

A coisa fixe com a API wrapper é que apesar das suas tarefas serem simplificar o desenvolvimento, a Sony providencia mesmo o código fonte portanto se houver algo que os programadores não conseguem fazer, podem adaptar-se para melhor encaixarem o seu projecto.

Killzone Shadow Fall Frame-Rate Tests

O monstruoso esquema de memória da PS4 também foi brevemente mencionado na apresentação.

"A coisa fixe sobre a GDDR5 é que é extremamente rápida. Existe uma loucamente alta largura de banda. Temos 176GB/s de largura de banda total no sistema. Isto é da gráfica, processador tudo...É um espaço completamente unificado, memória unificada. Tudo pode aceder a tudo," disse Norden. "Se vens de uma PS3 estás habituado à memória de arquitetura dividida, não podes usar toda, as velocidades são mesmo loucas nalgumas. Não temos isso. São oito componentes, estão lá, é fácil."

Ouvimos que os níveis de largura de banda de certos componentes variam. Apesar da gráfica ter acesso total aos 176GB/s, uma fonte diz-nos que o processador está mais restrito perto dos 20GBB/s - é na mesma bom perto de dois terços do nível de largura de banda disponível no Ivy Bridge da Intel. No entanto, dependendo de como interpretas o que Norden disse, podes ver a PS4 como tendo níveis de largura de banda unificados por todos os componentes ou simplesmente que 176GB/s é o nível máximo de largura de banda para todo o sistema. Pelo que vale, os papeis da Durango que escaparam parecem sugerir que o processador tem níveis de largura de banda mais baixos que o núcleo gráfico - e existem muitas, muitas similaridades entre as duas consolas de nova geração.

Dali, a discussão passou para o armazenamento, confirmando que a PS4 chega com uma drive Blu-ray de 50GB em duas camadas que aumenta a velocidade em 3x sobre a unidade na PS3. Haverá um "disco duro muito grande" a acompanhar cada consola.

Chris Norden resumiu a arquitectura como uma "porreira, flexível e poderosa máquina...é mais fácil resolver problemas do mundo real agora. Não temos que nos preocupar com código exótico ou processamento assimétrico estranho ou algo. É fixe e simples."

Imediata, sem fricção, sem interrupções e rápida

A Sony também reafirmou o seu empenho em resolver um dos principais problemas que afecta a PS3 - as atualizações de sistema e instalações que activamente interrompem os teus jogos. Norden resumiu a actual situação ao dizer que não queria sair e fazer uma sande ou sair para jantar antes de jogar. O novo sistema procura tornar os jogos o mais instantâneos o possível ao dividir o jogo em pedaços - um processo sobre o qual o programador tem todo o controlo.

"Vamos encorajar os programadores a criarem os seus jogos para ter o mínimo leque de dados nesse primeiro pedaço. Eles transferem isso, começam a ter o utilizador no jogo portanto podem haver vídeos introdutórios, talvez haja criação de personagem, talvez existe uma história de fundo a acontecer. Portanto podem ser transferidos pedaços em fundo e podemos minimizar a quantidade de tempo que passamos a ver ecrãs de carregamento. Ninguém os quer ver, não são divertidos."

Tudo soa perfeito na teoria mas estamos curiosos para ver como tudo isto se vai passar na prática num mundo no qual a maioria das demos - amostras modulares de jogos similares em conceito ao que é sugerido aqui - são geralmente acima dos 1GB em tamanho. Igualmente, Norden também evangelizou a partilha de conteúdos em vídeo, especificamente em termos de jogos em streaming em directo e a permissão de comentários de jogadores em tempo real. Novamente, brilhante na teoria, mas como vai isto funcionar num mundo no qual a maioria dos consumidores de banda larga tem fracas velocidades de upload?

Ao discutir o potencial, Norden deixou escapar mesmo um pedaço interessante de informação - que o streaming em directo não engloba só jogos. Um vídeo da PS4 Eye pode ser super-imposto num formato imagem-em-imagem - um pequeno componente para tornar toda a experiência muito mais social. Adicionalmente, se procuras partilhar vídeos de jogos, podes enviá-los e colocar a PS4 em modo espera. O processador Liverpool dentro da consola tem um núcleo ARM de baixo consumo que gere tarefas como esta enquanto a máquina está de resto inactiva.

A IU também foi melhorada - uma novíssima interface frontal que substitui o menu em cruz da PS3. Novamente, tudo para tornar os jogos mais sociais e te dar um fluxo de conteúdos personalizados, como Norden explicou:

"Queríamos ter a certeza que havia conteúdo disponível sempre que o utilizador o quisesse, queríamos ter a certeza que estás sempre ligado aos teus amigos o máximo possível - que tudo está integrado no sistema, que tudo é fácil de alcançar e usar," disse ele. "E é personalizado, portanto consoante usas o sistema mais ele aprende o que fazes, o que jogas, o que gostas, como os teus amigos agem e integra tudo isso e providencia-te com um sistema realmente centralizado e comunicativo."

Seleccionar um jogo faz surgir vídeos ou detalhes de conteúdos adicionais, o objectivo é motivar "interesse" e "compras", mas existe um elemento social aqui também com comentários de jogadores (especificamente as recomendações de amigos). Existe uma espécie de vibração Miiverse na forma como a interface foi descrita, na qual a Sony procura que o jogador se sinta como se fosse parte uma enorme e ligada comunidade. Isto estende-se aos jogos também - a Sony quer conectividade que meça como os teus amigos estão a progredir no jogo, similar ao Autolog do Criterion, a Sony quer mesmo este nível de conectividade mesmo nos jogos para um jogador. Apesar de estar totalmente à descrição do programador, Norden discutiu pontos de decisão chave nas aventuras a solo assinalados com escolhas feitas pelos teus amigos no mesmo ponto no jogo. Segues as escolhas dos teus amigos ou arriscas seguir o teu próprio caminho?

E com isso, a apresentação terminou, Norden voltou a recuperar os principais pontos de sua conversa - que a SP4 é "um equipamento de ponta, extremamente poderoso" apoiado por "ferramentas muito poderosas, fáceis de usar". Novamente, destacou a importância de uma "experiência social, muito ligada" com "partilha tão fácil, todos o fazem...comunidade a crescer". A importância de levar a PS4 contigo via Vita, iOS ou Android também foi destacada.

A impressão que tivemos foi a de uma Sony altamente confiante na proeza da sua consola e dos conceitos nos quais se apoia. O que mais nos entusiasma é que temos uma tecnologia seriamente capaz aqui, a Sony providencia os meios aos programadores para ter mais da arquitectura do que é possível no PC. Agora é um caso de ver como isso se traduz em jogos - algo que esperamos ver na E3...