Xbox Series X cambia le regole del design delle console offrendo una potenza straordinaria - articolo

Il generoso case di Microsoft trasuda next-gen.

Le regole stanno cambiando, la natura del design delle console si sta evolvendo in modo radicale, ed i presupposti che abbiamo avuto riguardo ai limiti del design nella realizzazione delle nuove macchine dovranno essere rivisti. Microsoft ha svelato Xbox Series X (dopo qualche giorno rinominata semplicemente Xbox), col suo design monolitico di un case che occupa circa due volte il volume di una Xbox One X. Questo ha un significato importante dal punto di vista delle performance. Si sta per verificare un salto generazionale in piena regola per quanto riguarda la potenza, ma per riuscirci serve ovviamente un cambiamento profondo del core design canonico delle console.

Le console per videogiochi sono state storicamente caratterizzate da case piccoli e facili da inserire in mobiletti da salotto o scrivanie di camerette. Le dimensioni sono cambiate da generazione a generazione, ma il form-factor è rimasto sempre uguale, almeno fino ad ora. Xbox Series X sta nell'altro piatto della bilancia. Nella sua copertura del lancio con GameSpot, Microsoft ci chiede di "fare i calcoli": Series X è oltre otto volte più potente di Xbox One e due volte più potente della One X, ma la sfida nel produrre una simile macchina a soli tre anni da Project Scorpio non è stata da poco.

Una parte del problema sta nella tecnologia del processo di produzione che non è andata avanti di pari passo con le ambizioni di Microsoft. Considerandolo come scenario attendibile, il chip da 7nm che abbiamo visto all'E3 ha la stessa dimensione del chip da 16nm della One X, forse un po' più largo. La densità dei transistor è difficile che sia raddoppiata, e questo implica che la via più facile per aumentare le performance sta nell'incremento della frequenza di clock, e parliamo di un grosso incremento. Del resto l'aumento delle frequenze di clock permette di trarre più vantaggi dallo stesso wafer di silicio, ma più si aumentano e più cresce la potenza assorbita. Questo necessita inevitabilmente di apportare innovazioni nella dissipazione del calore.

E questo è quasi certamente il vero motivo per cui la Xbox Series X è così grossa. Non ci aspettiamo un aumento importante rispetto alla One X nella dimensione della scheda madre o nei componenti collegati ad essa. Ci aspettiamo invece un grosso aumento della potenza assorbita e un importante upgrade nella soluzione di raffreddamento per gestire un calore così elevato. Basandoci sul consumo elettrico delle ultime GPU AMD uscite per PC basate sulla stessa tecnologia, non ci sorprenderebbe se la Series X consumasse il doppio della corrente della One X.

Alex Battaglia e John Linneman del Digital Foundry discutono delle reazioni in seguito al reveal della Xbox Series X.

Tutto questo per permettere a Microsoft di affermare ancora una volta che la sua è la console più potente, anche nella prossima generazione. Precedentemente noto come Ananconda (sotto il nome in codice Project Scarlett), lo scopo del progetto è sempre stato di raddoppiare l'attuale potenza della X con come target 12 teraflop di potenza di calcolo. Microsoft vede la supremazia nella potenza come un parametro molto importante per i core gamer, ed Xbox One X (così come PS4 Pro) hanno dimostrato che i giocatori sono disposti a pagare di più per avere un'esperienza premium.

Ma c'è un'altra freccia nella faretra di Microsoft: la console Scarlett meno potente, da soli 4TF, di cui la compagnia non sta al momento parlando, noi non l'abbiamo dimenticata. La console dal nome in codice Lockhart sembra scarsa sulla carta e questo implica inevitabilmente dei limiti, ma è stata sviluppata perché potenza e performance ai livelli massimi implicano inevitabilmente un prezzo alto, e c'è necessità di un prodotto companion più mainstream. Pensate al nome Series S? Sospettiamo che avrà un prezzo e una potenza molto più ridotti di PlayStation 5. Anche una next-gen castrata avrà un costo decisamente basso.

Ma al momento possiamo solo parlare di Series X, e c'è ancora un po' di ambiguità riguardo alle capacità di questo sistema. Se "facciamo i calcoli", analizzando brutalmente solo i teraflop, la nuova console è una macchina da 12TF stando ai confronti fatti da Microsoft tra Xbox One e Series X. Ma se andiamo a guardare le performance per gli stessi carichi di lavoro, i miglioramenti apportati dall'architettura Navi permettono di esprimere maggiori performance dagli stessi teraflop rispetto alla vecchia architettura GCN, e i nostri test indicano che una GPU Navi da 9-10TF può di fatto raddoppiare le prestazioni di Xbox One X anche prima che entrino in gioco altre caratteristiche della nuova architettura.

Abbiamo chiesto a Microsoft dei chiarimenti riguardo alle sue comparative tra current-gen e Series X, e la compagnia si è rifiutata di rispondere. Ma le nostre informazioni indicano che la GPU è esattamente in grado di erogare 12TF e altri leak decisamente attendibili di Windows Central confermano questa tesi. Le implicazioni sono quindi abbastanza notevoli, viste le immagini del processore rilasciate all'E3 combinate alle generose dimensioni del case: anche a una frequenza di clock di 2,0 GHz, avremmo comunque bisogno di 48 CU per riuscire nell'impresa (20% di unità in più rispetto alla più potente GPU Navi attualmente in commercio, la Radeon 5700 XT). E quelle 48 CU non tengono conto della ridondanza, fattore che implicherebbe che quattro CU siano disattivate per ragioni di efficienza in fase di produzione. Microsoft ci ha sorpreso in passato sfornando una GPU da 6TF con Xbox One X, e siamo curiosi di assistere a un simile scenario innovativo con la Series X.

Una video analisi 'forense' del teaser trailer di Senua's Saga: Hellblade 2, svelato in occasione dei The Game Awards 2019.

Siamo quindi ansiosi di conoscere la configurazione finale scelta da Microsoft. Ci sono due aspetti in particolare che, stando a quanto sappiamo, sono stati spinti fino ai limiti del design delle console. I 12TF lasciano pensare a un processore grafico top per quanto riguarda la linea AMD per console, forse un po' più grande, e questo sarebbe un importante traguardo per il nuovo processo produttivo a 7nm.

E questo suggerirebbe anche che le frequenze saranno decisamente più alte di quelle viste nelle GPU Navi per PC, una situazione che capovolgerebbe di netto il paradigma tra PC e console, con queste ultime che hanno sempre avuto frequenze minori delle stesse componenti desktop. Le nostre misurazioni della prima revisione della PlayStation 3 indicano un consumo massimo di 209W durante le sessioni di gioco. Basandoci su quel che sappiamo delle GPU Navi attualmente in commercio, la serie Radeon RX 5700, tenendo conto anche della grandezza del case della Series X, non ci stupiremmo se la nuova console Microsoft toccasse i 300W in full load. Considerato ciò, la promessa di Microsoft di un livello di rumorosità contenuto come quello di Xbox One X è decisamente una bella notizia.

Ci sono ulteriori indizi riguardo alle performance della Series X e forse su un tentativo di Microsoft di dimostrare un punto di stacco tra il suo hardware e quello dell'imminente rivale PS5. La compagnia descrive la tecnologia 'patented VRS', dove VRS sta per variable rate shading. L'idea alla base di questa tecnologia è decisamente semplice: perché ogni area dello schermo dovrebbe ricevere lo stesso livello di precisione nel rendering quando la percezione dell'occhio umano non è nemmeno lontanamente vicina a tali livelli? Le aree a basso contrasto o le scene con motion blur possono essere renderizzate più approssimativamente senza che noi ce ne accorgiamo.

Il VRS è già impiegato a livello hardware nelle GPU Nvidia Turing e supportato a livello software in Wolfenstein: The New Colossus e Wolfenstein: Youngblood, con un aumento di prestazioni che va dal 10 al 15 percento a seconda di come si regola. Ma al momento è un caso unico e ovviamente l'aumento di prestazioni e l'efficacia della tecnica variano a seconda dei contenuti. In ogni caso è una scelta azzeccata per la direzione in cui il rendering in tempo reale si sta muovendo, con tecnologia e direzione artistica che stanno sposando sempre più un aspetto cinematografico. Quindi ribadiamo ancora una volta che la sola misurazione dei teraflop non va necessariamente di pari passo con le performance reali, visto che dovremmo avere un boost dato dalla nuova e più avanzata tecnologia, in abbinamento ai guadagni garantiti dal VSR. Con i produttori di console che avranno accesso alla roadmap futura delle tecnologie AMD, questa potrebbe essere solamente la punta dell'iceberg. Il ray-tracing accelerato in hardware è stato confermato, ma ci potrebbero essere ulteriori sorprese.

vrs
Wolfenstein: The New Colossus su PC che usa Nvidia VRS a 1080p. Qui abbiamo testato il rendering standard confrontandolo con i profili performance e quality delle implementazioni VSR. Il boost del frame-rate è netto. Cliccate sull'immagine per ingrandire.

La situazione di un vantaggio della nuova Xbox garantito dal VSR rispetto a PS5 è quindi nell'aria, nonostante Microsoft parli di una tecnologia proprietaria. La versione Xbox del VSR sarà verosimilmente basata sulle DX12 per fattori di compatibilità con l'hardware PC ma non è chiaro quanto questa tecnologia possa essere esclusiva. Il VSR chiaramente non è una tecnica di cui può far uso solo Microsoft, visto che Nvidia l'ha già implementata nei suoi hardware ed è supportata in due giochi già in commercio che usano le API grafiche Vulkan.

D'altro canto, questo dimostra che il VSR non è limitato alle librerie DX12. Dobbiamo solo aspettare di avere più notizie da Microsoft per capire come verrà gestita la cosa, e lo stesso vale per le tecnologie di cui la compagnia parla, come il Dynamic Input Latency, il cui nome è stato subito accantonato, anche se il nome stesso ricorda la tecnologia anti-lag di AMD.

Con il reveal sono arrivati anche altri dettagli, la maggior parte dei quali erano già noti. Per cominciare c'è la conferma ufficiale dell'utilizzo delle memorie GDDR6, che alla fine erano un segreto di Pulcinella, visto che il trailer reveal di Scarlett all'E3 2019 mostrava moduli G6 accanto al processore centrale. La quantità di memoria non è stata confermata nel più recente reveal, e il materiale diffuso all'E3 mischia un po' le carte in questo senso. Windows Central indica 16GB nei suoi report ma il video E3 ha mostrato moduli di differenti capacità e questo sta creando parecchia incertezza.

Sono stati confermati anche una risoluzione massima 8K ed un limite di refresh di 120Hz per la Series X, fattori che proiettano la console in una sfera competitiva high-end per il gaming multiplayer, rendendola anche una scelta accettabile per i fan degli esport su PC. Ci potrebbero certamente essere alcuni giochi che supporteranno nativamente gli schermi 8K, ma aspettatevi che gli sviluppatori scelgano un range ampio di risoluzioni o che continuino a sposare le tecnologie di scaling dinamico della risoluzione. Come abbiamo affermato prima, tecnologie come temporal super-sampling saranno meno prioritarie per il rendering nativo rispetto a quanto lo sono state nelle console current-gen nel 2013. Dovremmo anche ricordarci che le GPU next-gen dovrebbero fornire più prestazioni grazie allo "smart-upscaling", restituendo risultati ancora migliori. Le feature di machine learning potrebbero inoltre svolgere un ruolo altrettanto cruciale.

Quante prestazioni in più si possono avere da un salto generazionale dell'architettura? Abbiamo assemblato un PC basato su CPU Zen 2 e GPU Navi per farci un'idea.

L'ultima specifica confermata da Microsoft è determinante, ed è una novità. Sapevamo che la nuova Xbox avrebbe utilizzato lo storage a stato solido ma quel che non sapevamo era come sarebbe stato implementato: ad esempio, se sarebbe stata un soluzione saldata nella scheda madre o meno. E quindi, con l'annuncio dell'adozione dello standard PC NVMe per Xbox Series X, Phil Spencer assicura un incremento di un fattore 40x per la velocità di I/O.

Dando per buona una comparativa I/O con l'hard drive di Xbox One, siamo di fronte ad un incremento in lettura sequenziale da 40MB/s a 1,6GB/s, che si attesta sui 2,4GB/s se la base di confronto sono i 60MB/s del drive di Xbox One X. Aggiungiamoci la rimozione totale del seek time degli hard disk meccanici, e siamo praticamente prossimi alla totale cancellazione dei tempi di caricamento. Da questo punto di vista la nuova console di Microsoft è vicina alle sue origini, sperando che questo implichi anche un ritorno all'antico concetto di plug & play del gaming su console.

La conferma dell'SSD NVMe ha anche benefici secondari, nel senso che c'è la possibilità di upgradare lo storage senza compromettere le performance. Anche se gli SSD sono costosi, i prezzi dei tagli alti andranno a calare notevolmente nel corso degli anni. C'è sicuramente spazio disponibile nel case di Series X per aggiungere drive NVMe addizionali; la domanda è piuttosto se vedremo kit di upgrade ufficiali da parte di Microsoft in forma di cartucce, o se si potranno usare i drive standard per PC. Quest'ultima soluzione offre flessibilità e la possibilità di utilizzare drive meno veloci rispetto alle specifiche di quelli montati di default, e questo potrebbe causare dei problemi. Tralasciando questo aspetto, la notizia è grandiosa: i drive montati di serie su Series X permetteranno prestazioni eccezionali, lasciando al contempo la porta aperta alla possibilità di upgrade dello storage in un modo o nell'altro.

Siamo ancora a un anno di distanza dal lancio della console, quindi ci sono molte domande che non trovano risposta. E il prezzo è una di queste. La grandezza del processore della Series X incide parecchio sul costo, e a questo si devono aggiungere altre componenti costose come l'SSD NVMe, la memoria GDDR6 e una soluzione di raffreddamento innovativa (e quindi costosa). D'altronde già il semplice aumento della grandezza del case della console incide sul prezzo di manodopera e sulla distribuzione globale. L'assioma delle console è sempre stato il buon rapporto tra prezzo e prestazioni con inevitabili compromessi, ma c'è una forte evidenza del fatto che Xbox Series X andrà a infrangere questo schema storico, spremendo al massimo la potenza ottenibile da un hardware confezionato in una console. Phil Spencer ha parlato con noi di Eurogamer assicurando che "non sacrificherà le prestazioni in favore del prezzo".

Lo spumeggiante reveal dell'idea dietro la Xbox Series X, con form-factor annesso.

Questo si può dire certamente vero per la Series X. Nonostante non sarebbe un fattore determinante nelle vendite, la compagnia ha beneficiato enormemente dall'avere la leadership nelle specifiche hardware con Xbox One X, ed il fatto che giochi chiave offrano la migliore esperienza sulla piattaforma Microsoft costituisce un enorme valore. Si tratta di una continua fonte di materiale per i PR, ma stare in vetta alle specifiche ha un costo, e questo costo sono stati i 100$ in più della One X rispetto alla PS4 Pro al lancio. Spencer ha scongiurato una situazione come quella di Xbox One, ovvero di una console meno potente venduta a un prezzo maggiore, ma francamente ci pare difficile che la Series X costi meno di 499$ considerando i costi produttivi. Ed allo stesso modo ci sembra ancora più improbabile che costi di più, considerando il disastroso lancio di PlayStation 3 a 599$.

La realtà dei fatti è che avremo almeno due nuove console next-gen in arrivo a Natale 2020 ed i prezzi potranno variare, e potranno essere offerti dei bundle che aumentino la convenienza. Entrambe le compagnie si daranno battaglia sapendo bene che 399$ è la cifra più allettante per i consumatori, ma l'aver deciso di compiere un vero salto generazionale nelle performance implica che sarà difficile offrire un simile prezzo di lancio. La domanda è quindi: chi sarà disposto a spendere tanto?

Nel frattempo c'è un chiaro messaggio chiave che pensiamo sia di cruciale importanza e che dovrebbe essere musica per orecchie dei lettori del Digital Foundry. PS4 e Xbox One sono state lanciate in un'epoca in cui il futuro stesso delle console era incerto e dove non era possibile ripetere i grossi investimenti fatti nella generazione precedente. Dopo una lunghissima e punitiva generazione prolungata, entrambi i platform holder hanno optato per un design conservativo caratterizzato da pesanti compromessi tecnici. Tutto quanto è stato mostrato riguardo a Series X indica un ritorno ai fasti del reveal di PS3 e Xbox 360, macchine che si spingevano ai massimi limiti tecnici dell'hardware.

Tutto considerato, Xbox Series X e (quasi certamente) PS5, sono costruite con una base di ottimismo e sicurezza. Non ci sono compromessi dal punto di vista delle performance della CPU nel design next-gen, e stiamo per ricevere una versione personalizzata dell'hardware PC di fascia alta. La GPU di PS5 potrà ancora essere avvolta nel mistero, ma se le indicazioni per quella di Series X sono attendibili, Microsoft ha sviluppato una GPU per console che è più performante e più ricca di feature delle GPU Navi lanciate da AMD per PC nel 2019.

La vostra prossima console sarà molto più grossa di quella attuale e potrebbe costare più di quanto pensate, ma raggiungere un tale grado di eccellenza tecnica e tecnologica non è impresa da poco. Le console attuali, con tutti i loro evidenti e pesanti limiti tecnici, sono riuscite a sfornare dei veri e propri miracoli tecnologici, quindi quello che ci riserverà la prossima generazione con hardware senza compromessi potrebbe lasciarci a bocca aperta.

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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.

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