Rumor e voci di corridoio si stanno evolvendo in storie e teorie su alcuni dei più importanti siti di informazione videoludica. Semiaccurate sta offrendo ai propri lettori un'analisi iniziale su quelle che potrebbero essere le prime specifiche tecniche e, allo stesso tempo, alcuni leak e falsi elaborati stanno iniziando a circolare sui forum di ResetEra. Mentre Playstation 5 è sicuramente in via di sviluppo, i dettagli certi sull'hardware che monterà al suo interno sono ancora molto scarsi: manca molto alla sua data di lancio, dopotutto. Sony e Microsoft, tuttavia, operano in un mondo di tecnologie esistenti e già disponibili da molti rivenditori, per questo possiamo iniziare a farci un'idea delle sfide e delle possibilità che dovranno affrontare e di quando, queste macchine, potrebbero vedere la luce sul mercato. C'è anche un'altra domanda a cui possiamo cercare di dare una risposta: in che misura un nuovo salto generazionale è possibile?

Iniziamo col parlare delle tempistiche. Quello che sappiamo per certo è che Mark Cerny ha iniziato a parlare con gli sviluppatori delle loro esigenze per la prossima generazione di PlayStation ma, prima che la console vera e propria possa venire lanciata sul mercato, ci sono due punti cruciali che devono essere risolti prima che la produzione della macchina definitiva possa cominciare: un più denso e rapido processo di manifattura del processore principale e la necessità di una memoria nuova e più veloce. In entrambi i casi il 2019 sembra l'anno più verosimile per assistere ad un nuovo salto generazionale in termini di potenza delle console ma altri fattori come i costi di assemblaggio del sistema potrebbero far slittare ulteriormente la data.

Inizia tutto al livello dei transistor. Il processo di produzione FinFET da 16nm dell'azienda di chip taiwanese TSMC è attualmente usato da tutti i produttori di console e, nonostante ci siano molti concorrenti (alcuni usati anche nella scorsa generazione), il candidato papabile per il processo che si userà per PS5 e per la prossima Xbox pare sia il nuovo FinFET da 7nm, sempre della TSMC. Alcuni dispositivi mobile, infatti, stanno iniziando ad adottare questo nuovo processo e sembra che Huawei sarà la prima a entrare in produzione. Solitamente serve almeno un anno perché un nuovo processo possa raggiungere il livello di efficienza che rende possibile la produzione di console, elemento che indica, ancora una volta, il 2019 come l'anno più plausibile per il lancio di nuove macchine che possano fornire un vero salto generazionale sotto il punto di vista delle prestazioni.

Due tecnologie di memoria concorrenti potrebbero essere adatte ad una nuova console: HBM e GDDR6. La prima è già disponibile sul mercato ma, forse, è un po' troppo costosa per Sony e Microsoft. La seconda è una candidata più interessante con una produzione di massa prevista per l'anno corrente, giusto in tempo per l'arrivo delle nuove schede grafiche di Nvidia. Comunque, ribadiamo, servirà tempo perché la produzione possa raggiungere un livello tale da soddisfare la richiesta dei milioni di dispositivi di cui Sony e Microsoft avranno bisogno: un altro segnale che il 2019 potrebbe essere l'anno più indicato per compiere un nuovo salto generazionale.

Che tipo di PlayStation 5 potrebbe essere lanciato entro un paio d'anni? Rich fa il punto delle potenziali tecnologie e specifiche attualmente disponibili.

AMD è il partner prescelto, Ryzen potrebbe fare la differenza

Presumibilmente Sony rinnoverà la sua partnership con AMD per PlayStation 5 e il forte accento di Microsoft sulla retrocompatibilità suggerisce che AMD fornirà il processore centrale anche per la prossima Xbox. Ancora una volta è molto probabile che entrambi i sistemi integreranno sia la CPU che la GPU in un singolo chip tenendo bassi i costi e rendendo le future console “slim” più semplici da realizzare. Mentre Mark Cerny ha affermato in precedenza che Sony crede fortemente nelle generazioni di console, suggerendo nette distanze tra le varie macchine del colosso giapponese, l'eventualità di una console con architettura x86 e con grafica AMD Radeon che non supporti la retrocompatibilità sembra assolutamente inconcepibile, a questo punto. Cerny si è detto dubbioso sulla compatibilità delle CPU, anche tra dispositivi con architettura x86, ma detto in maniera semplice l'azienda non vorrà lasciare indietro la sua base installata di più di 70 milioni di utenti, specialmente ora che Microsoft sembra fortemente convinta di questa strategia.

La domanda, quindi, è: che tipo di SoC (System on Chip) potrà essere lanciato nel 2019/2020? Beh, siamo a conoscenza delle tecnologie AMD a cui Sony e Microsoft avranno accesso e abbiamo compreso quanti vantaggi porterebbe il passaggio dalla produzione degli attuali chip 16nmFF ai 7nmFF. Questo ci permette di iniziare a fare delle ipotesi ma è importante sottolineare che c'è un gran numero di variabili sconosciute che potrebbero modificare questi processi produttivi e l'hardware finale di queste console.

Prima di tutto parliamo della tecnologia delle CPU, campo in cui ci aspetteremmo un boost molto importante rispetto alle console attuali. AMD ha innestato con successo la sua CPU Ryzen in una APU (Accelerated Processing Unit, o unità d'elaborazione accelerata, ndR)per desktop, che nell'ambito dei PC è la cosa più vicina ai processori usati per le console. Il risultato interessante è che un singolo Ryzen CCX (che sta per Core Complex) a 7nm dovrebbe occupare la stessa area di un Jaguar nelle attuali console a 16nm. Questo aspetto apre la porta all'inclusione di due CCX nell'ottica della realizzazione delle console next gen, il che significa che le nuove macchine potrebbero sviluppare 8 core pieni e 16 thread. Pensate a questo come all'equivalente console dei desktop Ryzen 7 di AMD integrati dentro una macchina da gioco, anche se quasi sicuramente a velocità di clock minori.

In un solo colpo, questa idea sconvolge l'intero panorama del mondo console e potrebbe cambiare la natura stessa dei giochi a cui giochiamo. Le macchine attuali hanno lievemente deluso le aspettative a causa dell'inclusione, al loro interno, di quelli che erano effettivamente core x86 destinati al mercato mobile ma, ai tempi in cui PS4 e Xbox One sono state architettate, erano praticamente l'unica tecnologia disponibile da AMD. Ci sono pochi dubbi in merito al fatto che le console di prossima generazione offriranno delle prestazioni della CPU comparabili a quelle dei PC desktop grazie all'utilizzo dei core Zen di AMD o delle loro versioni migliorate. Le possibilità offerte da questo livello di potenza in una piattaforma predefinita potrebbero avere un impatto radicale sul tipo di videogame che giochiamo con livelli molto più alti di simulazione e di complessità.

ryzen
AMD continua a lavorare sulla propria tecnologia Ryzen, la cosa più vicina a una certezza che abbiamo per le prossime console. Quello che non è chiaro è quale generazione di core Zen potrebbe essere inserita in una console del 2019/2020.

Grafica e teraflop, qui è dove le cose diventano complicate.

È abbastanza facile ipotizzare che se AMD sarà il partner chiave per la prossima generazione di console, Sony e Microsoft faranno affidamento sull'hardware grafico più avanzato del Radeon Technology Group: la GPU in via di sviluppo con nome in codice 'Navi' o, per lo meno, una versione di essa. Qui è dove le cose si fanno più difficili da speculare perché Navi è in lieve ritardo sulla tabella di marcia e, a parte le dichiarazioni di AMD sul fatto che usi memoria di nuova generazione, non sappiamo nulla di questo progetto. L'inclusione di un riferimento a Navi in un driver della GPU di Linux suggerisce almeno che il prodotto esiste ma, a parte questo, è completamente avvolto nel mistero.

Tutti i segnali indicano che Navi potrebbe essere basata ancora una volta sulla tecnologia Graphics Core Next (GCN) di AMD, il che renderebbe molto più semplice realizzare la retrocompatibilità sia per Sony che per Microsoft. Entrambe le aziende, inoltre, dovrebbero poter utilizzare la tecnologia Navi anche prima del lancio su PC, basti pensare che PS4 Pro ha utilizzato parti della GPU Vega di AMD mesi prima del rilascio nell'ambiente PC. La domanda, comunque, è se le prossime console potranno davvero fare un salto generazionale in termini di grafica e la risposta a questa domanda dipende da se scegliamo di basarci sulle attuali console standard o sulle loro equivalenti potenziate.

Supponendo che un salto generazionale sia definito da un passaggio da 6x a 8x in termini di potenza, dovrebbe essere possibile realizzarlo se prendiamo PS4 e Xbox One standard come punto di riferimento. Allo stesso modo sarebbe impossibile compiere lo stesso salto se prendessimo come base PS4 e, soprattutto, Xbox One X. Se PS4 standard è il nostro punto di partenza (e ad essere onesti, si tratta effettivamente della piattaforma di riferimento per i giochi multipiattaforma correnti), un salto da 6x a 8x ci porta a in uno spazio compreso tra 11 e 15 teraflop, che è comunque una finestra abbastanza ampia. Ovviamente, raggiungere il limite minore sarebbe molto più semplice rispetto a produrre un mostro da 15 TF.

I teraflop, in ambiente AMD, sono definiti come il numero di unità di calcolo moltiplicato per 64 (il numero di shader Radeon per ogni UdC). A questo punto bisogna moltiplicare il prodotto degli shader risultati per due perchè, teoricamente, due istruzioni della GPU possono essere processate simultaneamente. Moltiplicando il risultato per la velocità di clock del processore e dividendo il tutto per un milione dovrebbe dare un'idea dei teraflop finali. Come se non bastasse l'architettura GCN di AMD, allo stato attuale, dovrebbe avere un limite di 64 unità di calcolo o 4096 shader. Realisticamente, inoltre, almeno 4 di quelle unità di calcolo (probabilmente anche 8 nel processo a 7nm) dovranno essere disabilitate per salvare quanti più chip possibile dalla linea di produzione, qualcosa che abbiamo già visto nelle recenti console.

navi2
Abbiamo appreso per la prima volta della tecnologia Navi di AMD da questa roadmap ma, come potete vedere, sia la GPU Vega che la stessa Navi sono in ritardo sulla tabella di marcia.

Se esiste un limite superiore alle limitazioni strutturali dell'architettura GCN o della dimensione fisica del silicio, è sicuramente la frequenza della GPU, fortemente basata sulle capacità del processo a 7nm, che sarà la chiave per raggiungere il quantitativo di teraflop più alto possibile. Solitamente le frequenze aumentano da un processo all'altro ma le velocità ottenibili a 7nm sono sconosciute, al momento. La GPU di Xbox One raggiunge i 1172MHz a 16nm ma avremo bisogno di un grosso salto in avanti per il prossimo processo, almeno di un 30%.

Per raggiungere il limite minimo di 11TF (6 volte gli 1.84TF di PS4), un processore grafico da 60 unità di calcolo dovrà raggiungere i 1500MHz mentre, con tutte le 64 unità attive, potrebbe andare 100MHz più lento. Analogamente, per raggiungere il massimo di 15TF, 60 unità di calcolo avrebbero bisogno di circa 1950MHz mentre per 64 ne basterebbero 1850MHz. È superfluo dire che se l'architettura GCN ha davvero una limitazione strutturale a 64 unità di calcolo, raggiungere il limite massimo di teraflop sembra davvero molto, molto difficile. Allo stesso tempo, comunque, basandoci sulle velocità della GPU di Xbox One X, arrivare a 1500MHz o anche lievemente di più con i nuovi processi non sembra qualcosa di irrealizzabile.

Se AMD riesce superare le 64 unità di calcolo con la nuova architettura Navi, guardando a come potrebbe essere scalato il motore Scorpio di Xbox One X in un processo a 7nmFF, 80 unità di calcolo sembrano fattibili con 72/76 attive. 1500MHz su un core di questo genere potrebbe spingere le nuove console verso la parte alta nella forbice degli 11-15TF anche se, va ricordato, più un chip va veloce e più diventa bollente, il che si traduce in spese extra in termini di soluzioni per il raffreddamento.

navi
Il nostro ultimo sguardo a Navi da parte di AMD ci svela ancora meno sulla sua architettura ma, adesso, non è più descritta come un'architettura di nuova generazione: è prevista per il 2020.

Che dire dell' 'ingrediente segreto'?

Se guardiamo alla PS4 e Xbox One standard, l'hardware grafico nei rispettivi SoC era molto simile al design delle GPU desktop di AMD sebbene Sony abbia raddoppiato il calcolo asincrono mentre Microsoft ha introdotto le istruzioni per rendere più semplice la retrocompatibilità, insieme a un processore di comandi programmabile. Tuttavia, con le console potenziate, abbiamo visto design più ambiziosi e più personalizzati. Microsoft ha introdotto oltre 40 ottimizzazioni hardware alla GPU mentre Sony ha introdotto funzionalità di checkerboard hardware ed elementi di Vega come gli FP16 a doppia frequenza o la cosiddetta 'rapid packed math'.

Le unità di calcolo, la velocità di clock e i teraflop avranno una notevole importanza ma ci aspettiamo che sia Sony che Microsoft riusciranno a raggiungere buoni risultati grazie ad una pesante personalizzazione dell'hardware che rifletterà le loro aspettative per la generazione a venire. A questo punto è decisamente troppo presto per speculare con maggiore profondità su questi argomenti ma, recentemente, la GDC ha offerto alcuni piccoli indizi come la forte importanza data al ray tracing basato sull'hardware delle macchine che riuscirà a fornire un enorme passo avanti sull'illuminazione globale in tempo reale.

Ora, da una parte questo sembrerebbe un vicolo cieco poiché Nvidia è l'unica azienda che sembra intenzionata a supportare il ray tracing tramite hardware. Dall'altra, però, sembra che Microsoft stia inserendo il supporto a questo tipo di tecnologia nelle API delle sue DirectX. Si tratta di sicuro di un fatto eclatante e, chiaramente, Microsoft sembra fortemente coinvolta; ciò significa, di conseguenza, che il team di Xbox avrà accesso a questo tipo di tecnologia e valuterà se inserirla nella prossima console. Che una GPU, anche di prossima generazione, possa reggere un simile carico di lavoro rimane comunque discutibile.

Piuttosto dove e come Microsoft e Sony vogliono indirizzare il proprio hardware next-gen, dipende da una domanda chiave che non è assolutamente legata alle specifiche tecniche: cosa sarà questa 'next-gen' in termini di esperienze offerte al giocatore e quali obiettivi vorranno raggiungere le due aziende? E, inoltre, cosa differenzierà le due console? Dopotutto, una volta che Microsoft ha abbandonato il suo concetto di 'TVTVTV' per Xbox One, ci sono rimaste due console molto simili che fanno cose molto simili, con PS4 che aveva un deciso vantaggio di specifiche.

Se Sony e Microsoft rinnoveranno la partnership con AMD per la loro prossima console, 'l'ingrediente segreto' potrebbe essere abbastanza importante per differenziare due macchine altrimenti molto simili. Quello che sappiamo è che il team di DirectX è molto coinvolto nel ray tracing ma il fatto che una console riesca a raggiungere risultati di questo calibro, rimane tutto da vedere.

E infine: il prezzo

Mettendo assieme una proiezione sul tipo di console che potrebbero essere sviluppate e quando, abbiamo considerato un unico aspetto legato al prezzo: la dimensione del processore principale e, di conseguenza, il quantitativo di unità di calcolo e la CPU che potrebbe essere inserita al suo interno. Quello che non abbiamo considerato è il costo di altri componenti accessori ugualmente importanti. In aggiunta a questo, possiamo presumere che un chip da 7nm sarà più costoso da realizzare rispetto ai già esistenti chip da 16nm, perciò l'area di silicio potrebbe effettivamente venire ridotta (è già successo nel passaggio da PS4 a PS4 Pro e da Xbox One a Xbox One X).

Ad ogni modo, cosa più importante, i prezzi delle memorie RAM si stanno alzando vertiginosamente e l'inclusione di memorie da 12GB, 18GB o 24GB (tutte possibili con l'interfaccia di memoria a 384 bit delle GDDR6), avrà forti ripercussioni sul prezzo finale. Analogamente, qualche tipo di innovazione dal punto di vista della memoria di archiviazione sarebbe necessario e l'idea delle nuove console che si spostano interamente sui dischi a stato solido semplicemente graverà parecchio sulla spesa.

Qualcosa, comunque, dovrà essere fatto perché se la prossima generazione di macchine avrà davvero 18GB o 24GB di RAM, l'attuale tecnologia degli hard drive per PC portatili non sarà sufficiente per reggere un carico di dati di questa entità. Capacità di memoria e larghezza di banda sono aree in cui sarà difficile ottenere un grosso salto generazionale.

Per concludere: un'ipotetica PlayStation 5 nel corso di quest'anno non è plausibile se cerchiamo davvero di ottenere un salto generazionale. In aggiunta a questo, la corrente generazione ha ancora molto da offrire e, praticamente, è anche il periodo in cui sia Sony che Microsoft guadagneranno di più dalle console attuali: sancire la fine di questa generazione di console in questo momento non avrebbe senso e, inoltre, non ci sono titoli first party in lavorazione specifica per il nuovo hardware che potrebbero essere lanciati quest'anno.

L'ultimo trimestre del 2019 è, a nostro avviso, il momento giusto per compiere questo famigerato salto generazionale in termini di potenza delle console ma il prezzo di questo avanzamento tecnologico appare, al momento, scoraggiante. Allo stato attuale le bolle di prezzo delle componenti PC rendono il costo elevato di Xbox One X molto più appetibile ma un processore a 7nm con le soluzioni di raffreddamento di Xbox One X uniti a un grosso upgrade in termini di RAM e all'introduzione di capienti dischi a stato solido? Si tratta di una spesa molto importante. Il prezzo, dunque, più di ogni altro fattore potrebbe far slittare l'arrivo delle PlayStation e Xbox di nuova generazione addirittura al 2020.

Riguardo l'autore

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.