La grande intervista su Xbox Series S: ecco perché Microsoft ha lanciato una console next-gen più accessibile - articolo

Ed ecco perché One X non è diventata il punto di partenza della next-gen.

Sapevamo che era in sviluppo, l'abbiamo pure vista durante la visita al campus Microsoft lo scorso marzo, ma ora la Xbox Series S è stata lanciata sul mercato per davvero ed è un prodotto interessante. Con un prezzo aggressivo di €299, la sorella minore della famiglia next-gen di Microsoft permette agli utenti di accedere alla nuova era dei giochi con le stesse performance ma a un prezzo inferiore di €200 rispetto alla Series X.

La storia che sta dietro alla nascita di questa macchina è notevole e fa luce su diverse questioni come la necessità dai parte dei gestori delle piattaforme di ridurre i costi di produzione, così come una difficoltà futura nel garantire un ulteriore balzo nelle performance console che vada oltre Series X e PS5. Lo scorso marzo abbiamo parlato di persona con Andre Goossen, lead architect di Xbox, e dopo qualche mese dal reveal della console lo abbiamo intervistato telefonicamente.

Questa discussione sulla Series S è avvenuta dopo un'intervista su Series X. Avevamo visto di sfuggita la Series S allora, ma non sapevamo se Microoft avesse voglia di parlare della sua macchina entry-level visto che non l'avevamo vista in azione. "Se permettete, c'è un'altra cosa di cui vorrei parlare", ha esordito Andrew Goossen. Ed è così che è iniziata una interessante discussione sui retroscena delle sfide nel realizzare un hardware console di nuova generazione.

"Series S ha avuto un grosso impatto per noi. Quando disegniamo le nostre console per la nuova generazione pensiamo sempre con lungimiranza, tipo: funzionerà? Ed è per questo che abbiamo due console allo stesso tempo", ha continuato Goossen. "Stiamo fronteggiando un grande cambiamento nel modo in cui le console vengono pensate. Mi ricordo di quando costruimmo la prima versione di Xbox 360, la prima senza hard disk interno. Ci costava circa $460 a pezzo, ma a fine generazione il costo si è ridotto a circa $120 a unità. Questa discesa nel costo di produzione è stata guidata principalmente dal silicio di CPU e GPU, che erano diventati sempre più economici."

Il video che Microsoft ha realizzato per la Xbox Series S.

Per metterci lungo la giusta prospettiva, Xbox 360 aveva CPU e GPU separate, entrambe fabbricate con un processo a 90nm. A fine generazione questi due componenti sono stati fusi in unico chip, garantendo un significativo taglio nei costi di produzione grazie anche alla riduzione del processo, che è passato prima a 60nm, poi a 45nm, e verso la fine a 32nm. La sua erede, la Xbox One, ha visto solo una riduzione del processo produttivo da 28nm a 16nm FinFet. Le opportunità per tagliare i costi sono state meno frequenti durante questa generazione, e lo saranno ancor meno andando avanti.

"La Legge di Moore non è certo morta! Ci stiamo dirigendo verso i 5nm ed i 3nm, così da riuscire ad avere ancora margini di guadagno in performance e buoni consumi. Quel che però viene a mancare arrivati a queste misure è una buona riduzione di costo per transistor. Questo inevitabilmente impatta sullo sviluppo in campo hardware console, perché adesso stiamo avendo delle riduzioni di costi, ma andando avanti il processo è sempre più marginale e non vedremo più i tagli dei costi che abbiamo avuto nelle scorse generazioni."

Adesso ci stiamo muovendo verso i processi a 5nm e 3nm da questi avremo sostanziali vantaggi nelle CPU e nelle GPU PC e nei SoC degli smartphone. Ma solitamente le console mantengono lo stesso profilo di performance durante l'intera generazione. Grossing sta quindi lasciando intendere che il passaggio a questi processi produttivi per abbassare i costi delle console non sarebbe un'opzione plausibile, e questo inevitabilmente pone dei dubbi sulla possibilità da parte del team Xbox di lanciare una console ancora più potente nel prossimo futuro. D'altro canto, se il rapporto costo per transistor non si abbasserà in futuro, produrre un hardware con un processore ancora più potente significherebbe inevitabilmente aumentare i costi. Per l'hardware delle nuove console, rimpicciolire i processori per produrre versioni slim delle console sarebbe possibile, ma i costi non cambierebbero granché.

"E quindi questa è stata una tra le ragioni per cui abbiamo sentito di dover realizzare la Series S a inizio generazione. Per la prima volta, abbiamo avuto una console entry-level a inizio ciclo. Nelle precedenti generazioni era più facile perché a inizio ciclo realizzavi un prodotto costoso, con più potenza per transistor possibile; dopodiché, cavalcavi l'onda della riduzione dei costi per aggredire la fascia del mercato di massa. Questo non si può più fare", spiega Goossen.

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Una vista delle varie parti componenti della console Series S.

Nella recente presentazione alla HotChips della Series X, gli ingegneri Microsoft hanno sottolineato quanto sia difficile garantire un balzo generazionale in un mondo in cui il costo del silicio sta diventando sempre più problematico anno dopo anno, per non parlare dei costi delle memorie alle stelle. La presentazione ha suggerito che il processo a 7nm non sia stato così efficace dal punto di vista dei costi come quello a 16nm usato su Xbox One X e One S, ma Andrew Goossen la mette in questa prospettiva:

"Beh, la curva della riduzione dei costi si è appiattita ai 7nm: non è che non ci siano stati dei guadagni nella riduzione a questo processo, ma sono nettamente minori. Allo stesso modo, andando oltre ci saranno ancora dei guadagni in termini di aumento di clock, miniaturizzazione dei chip e riduzione dei consumi, ma non ci saranno di pari passo risparmi nella produzione".

Non è tutto negativo, comunque. Il costo delle flash NAND che compongono gli SSD sta calando drasticamente (parliamo di un decremento del 23% anno dopo anno), ma non è chiaro quanto questo aspetto da solo possa garantire una console meno costosa.

"Non basta una riduzione dei costi delle NAND perché, lo sapete, i consumatori vogliono più spazio di archiviazione. Quindi dove sta il taglio dei costi? Storicamente, abbiamo sempre approcciato un costo fisso per la soluzione di storage (prima erano gli hard disk), e col tempo andavamo incrementando la capienza sulla base di quel costo fisso", spiega Goossen.

La conclusione è che, almeno per un po' di tempo, supportare sia la current-gen che la next-gen Xbox implicherà che gli sviluppatori dovranno programmare per quattro differenti SKU. Xbox One X è già stata messa fuori produzione, mentre una delle alternative che Microsoft avrebbe avuto sarebbe stata quella di tenere la One X come console entry level, invece di lanciare la Series S.

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Una visualizzazione renderizzata della scheda madre della Series S.

"Ho letto molto su questo argomento su Internet, sul perché Microsoft non abbia reso la One X come macchina di fascia bassa per la next-gen. Beh, un primo aspetto è che non sarebbe durata molto in relazione all'intero ciclo next-gen, e inoltre pensavo che la nuova generazione fosse caratterizzata su aspetti come la Xbox Velocity Architecture, su tecnologie come variable rate shading e sul ray tracing, e ultimo ma non meno importante sulla potenza della CPU quadruplicata", risponde Goossen. "Quindi ci siamo voluti assicurare che ci fosse un punto d'ingresso alla next-gen senza frenare il balzo generazionale".

C'è pure una questione economica. Dalle nostre valutazioni, eseguire lo shrink dello Scorpio Engine della Xbox One X non sarebbe semplice, mentre l'interfaccia di memoria non è esattamente adatta a un prodotto entry level. 12GB di RAM GDDR5 (disposti in 12 moduli su scheda madre) sarebbero difficili da produrre a un costo minore.

"L'altra cosa ironica è che non avremmo potuto abbassare i costi della One X a un determinato valore, ma poi avremmo avuto la Xbox Series S che sarebbe stata più economica, con tutte quelle feature grafiche next-gen ma con soli 4TF (che poi sarebbero 5TF reali visto che RDNA 2 ha un'efficienza per ciclo maggiore del 25%), e questo avrebbe portato solo più confusione sul mercato.

"E poi ci sono alcuni dati sui nostri contenuti che indicano una situazione anche migliore: con le nuove architetture che abbiamo aggiunto come VRS e l'FP16, possiamo ottenere fino al 20% di performance in più nei nuovi giochi, e tutto questo è più economico, e avrete anche tutte le feature della next-gen. Quindi, almeno per quanto mi riguarda, è stata una decisione facile, e ho detto: facciamo così".

Ovviamente, da quando questa intervista è stata registrata è passato del tempo e abbiamo poi potuto mettere le mani sulle console Series, e un sacco di queste questioni sul mantenere la One X come macchina entry level sono praticamente morte vedendo la differenza nella qualità dell'esperienza. La combo processore Zen 2 e SSD ultra rapido permette di navigare nell'interfaccia a una velocità incredibile. I caricamenti dei giochi sono fulminei e quando un gioco di lancio come Watch Dogs Legions gira con ray tracing accelerato in hardware, siamo di fronte a un feature che già a inizio ciclo la One X non potrebbe offrire. La Series S include anche una delle feature più incredibili della Series X, ovvero il Quick Resume, anche questa impossibile sulla One X: "Un'altra piccola osservazione che occorre fare è che il Quick Resume è un po' più rapido sulla S rispetto alla X perché c'è meno memoria video da scrivere e da leggere", aggiunge Goossen. "Le performance dell'SSD sono identiche tra Series S e Series X".

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Il wafer di silicio del processore di Xbox Series X (sinistra) vs quello di Series S. Effettivamente è identico, a parte una riduzione di controller di memoria e delle compute unit (CU) della GPU. Il processore della Series S è grande il 55% di quello mostruoso di Series X, e nei nostri test consuma il 60% in meno.

I vantaggi della Series S sulla One X stanno anche sul fronte dimensioni. Anche se la vecchia macchina aveva prestazioni eccellenti nella retrocompatibilità, aveva dei limiti: non potevate usufruire della piena potenza CPU dello Scorpio Engine. Le 40 CU erano divise tra pixel e vertex shading. Questo implica che potevate ottenere solo 3TF nello stesso momento. Inoltre, mentre la One X aveva un incremento marginale della potenza CPU rispetto alla One S montando lo stesso Jaguar overcloccato, la Series S offre un vero salto generazionale grazie ai rivoluzionari processori Zen 2.

"Quindi, una cosa che abbiamo fatto è disegnare la Series S per fare in modo che facesse girare i giochi in un modo in cui One X non sarebbe capace", spiega Goossen. Abbiamo fatto in modo che i giochi esistenti si possano aggiornare facilmente perché girano al doppio del frame-rate se giocati su Series S. Quando i giochi vengono aggiornati, possono chiedere al sistema su quale console stanno girando. La series S dispone del doppio di performance CPU e GPU rispetto alla Xbox One, rendendo questo compito molto semplice. E infatti, la GPU della Series S fa girare i giochi Xbox One S con performance migliori della Xbox One X.

"Come avete puntualizzato, sulla One X avevamo un'asimmetria in termini di fillrate e vertex, ma qui non l'abbiamo, quindi, ironicamente, i giochi S girano meglio su Series S che su One X. Con così tanta riserva di potenza non c'è veramente bisogno di lavorare molto all'ottimizzazione, quindi bastano solo un paio di righe di codice e il gioco funziona sulla nuova console. Avevamo un gioco tripla-A in cui il raddoppio del frame-rate funzionava alla perfezione, ma raddoppiava anche la velocità delle animazioni della folla. Questi fix sono veramente molto semplici per gli sviluppatori. Stiamo lavorando spalla a spalla con gli sviluppatori per realizzare gli update dei giochi che, entrando in una lista selezionata, gireranno al doppio del frame-rate sulla Series S."

Fallout 4 è il primo gioco annunciato a fornire il raddoppio del frame-rate e speriamo vivamente di vederne altri. Durante i nostri test di retrocompatibilità, l'unico modo di avere una prova su strada dei miglioramenti delle performance sono stati i tempi di caricamento, nei quali la CPU decomprime i dati molto più rapidamente del Jaguar montato su PS4 e Pro. Il nuovo processore Zen 2 elimina tutti i colli di bottiglia della CPU dai titoli last-gen. Ma la domanda è: chi è responsabile del rilascio di queste patch di upgrade? Lo sviluppatore o il team Xbox deputato alla retrocompatibilità?

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The Coalition spinge ai limiti l'hardware di Xbox: come potete vedere qui, Gears 5 tiene molto bene su Series S, ma la qualità delle texture è ridotta per i limiti della quantità di RAM. Cosa più interessante è che le cut-scene girano a 30fps, mentre su Series X a 60fps.
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Vediamo il gameplay. Bloccato a 60fps su entrambe le Xbox. La differenza di gamma era dovuta a un problema di HDR tone-mapping, poi sistemato.
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Gears 5 gira con scaling dinamico della risoluzione: da 1080p fino a 2160p su Series X e da 720p a 1440p su Series S.
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In questa foto le due console differiscono per gamma cromatica e luminosità, ma le performance sono molto simili (cut-scene a parte dove su S sono dimezzate).

"In alcuni casi, per alcuni giochi che hanno ancora community attive, sarà più facile che gli sviluppatori rilascino l'aggiornamento", spiega Jason Ronald, partner director of program management presso Xbox. "Negli altri casi potremmo essere in grado di fare le cose al nostro livello, come abbiamo fatto in passato. Successivamente al lancio comunicheremo in modo più specifico gli enhancement per i vari titoli."

Un bel bonus che abbiamo precedentemente rivelato è che tutti i titoli Xbox 360 con enhancement 4K per Xbox One X manterranno una parte di questi miglioramenti su Series S. Mentre il pieno 4K è riservato alla Series X, gli utenti possessori di Series S potranno godere di un upgrade a 1440p, ovvero il doppio della risoluzione del gioco originale. Più generalmente, i giochi originali Xbox che non raggiungono il frame-target, hanno più chance di riuscirci facendo in questo modo.

"I giochi che consumano più memoria sono i veri obiettivi del rendering, e la riduzione della qualità delle texture, unita a queste scremature puntando a una risoluzione minore (1440p è il 44% di 2160p) permettono di mantenere le stesse prestazioni", spiega Goooseen. "E con il g-buffer e le altre tecnologie siamo in grado di risparmiare un sacco di memoria. E le risorse di memoria sono molto importanti, quindi ci sentiamo abbastanza sicuri con gli 8GB di RAM effettivamente disponibili. "

Microsoft è pure stata pioniera di tecnologie come lo shader feedback sampling, che gestisce le texture in modo molto più efficiente e riduce anche la banda di memoria necessaria per lo streaming delle texture. Detto ciò, in un mondo in cui il 4K nativo è lontano dall'essere sempre fattibile anche su Series X, siamo più preoccupati del modo in cui il management della memoria giocherà un ruolo su Series S.

Ci sono stati altri argomenti che sono sorti in seguito all'intervista. Prima di tutto, sia Series S che Series X hanno il supporto alle estensioni INT-4 e INT-8 per gli shader della GPU, che consentono di far girare applicazioni per il machine learning. La presentazione HotChips ha menzionato che l'AI upscaling è un utilizzo possibile di queste feature. "Si tratta di un'area di ricerca attiva per noi, ma non ho molto da dire su questo al momento," Spiega Goossen.

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Il ray tracing accelerato in hardware su una console da €300? Ci avreste scommesso? Ci sono diversi downgrade e tagli, certo, e la risoluzione è uno tra questi. Una finestra di scaling DRS da 900p a 1080p sulla Series S, si amplia a 1400p-2160p.
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Oltre alla risoluzione, le cubemap reflections auto generate sono di minore qualità, così come le ombre.
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I riflessi ray traced sono pure ridotti di risoluzione. Renderizzano a 1080p su Series X e a 720p su Series S.
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Sembra che, risoluzione a parte, l'implementazione dei riflessi RT sia la stessa nelle due console.

E poi c'è l'interessante sentenza espressa da Microsoft in questo tweet, secondo cui le nuove console Xbox saranno "le uniche console next-gen con piena integrazione RDNA2". All'atto pratico, Microsoft afferma che le GPU delle Xbox hanno feature che la PS5 non ha. Si tratta di un'affermazione che non può essere negata, anche perché una presa di posizione così netta sarebbe sicuramente stata oggetto di cause legali se non fosse vera (e anche AMD sarebbe intervenuta). E infatti Sony non ha negato. Quando abbiamo parlato con Cerny lo scorso marzo, chiedendogli se la PS5 avesse pieno supporto a RDNA 2, ha preferito non commentare. In sostanza, quindi, se la Xbox ha il supporto pieno alla feature RDNA 2, quali di queste feature sono solo sulle console Xbox Series?

Jason Ronald è intervenuto su questa questione: "Il punto critico quando pensiamo a RDNA 2 è il ray tracing DirectX con accelerazione hardware, supporto a ombre mesh e ovviamente al VRS. E oltre alle definizioni standard di RDNA 2, ci sono cose come il sampling, feedback streaming, e anche DirectStorage. Come vedete, pure Nvidia ha recentemente annunciato il supporto a DirectStorage.

"In alcune di queste aree dove stiamo innovando nel settore console, il nostro obiettivo è di condurre questa tecnologia anche nel settore PC , poiché pensiamo che questo mondo futuro dei giochi su console, su PC e su cloud, e vogliamo rendere il lavoro più facile possibile per gli sviluppatori. Vogliamo che ci sia un denominatore comune su cui gli sviluppatori possano contare a prescindere da quale gioco si tratti. E questo riguarda anche il cloud gaming".

Riteniamo che questo sia il punto di divergenza più rilevante nella visione della next-gen secondo Sony e Microsoft. La presenza o meno delle feature RDNA 2 in PS5 verrà fuori inevitabilmente nelle certosine analisi del Digital Foundry, ma quello che Jason Ronald descrive è qualcosa che è ancora più fondamentale, ovvero offrire feature next-gen che non sono riservate alle console, ma anche ai giochi PC e su cloud.

Quest'area della strategia di Microsoft è tutta incentrata sull'aumentare la portata del mercato: la compagnia perde denaro su ogni console prodotta e non può produrre hardware sostenibile dal punto di vista finanziario per tutti i mercati del mondo. Avere gli stessi giochi su altri hardware potrà far storcere agli utenti hardcore console, ma è essenziale nel far diventare globale la strategia di Xbox.

Xbox sta già iniziando a compiere passi oltre l'ecosistema basato sulle console, e guardando ai costi di produzione che hanno reso possibile la console Xbox Series S oggi, e la roadmap dei semiconduttori per il prossimo futuro, ci chiediamo per quanto a lungo un salto generazionale console sarà sostenibile su macchine costruite per giocare? Guardando nell'immediato futuro, riteniamo che la Series S sia un prodotto interessante e non vediamo l'ora di scoprire se la risoluzione sia l'unica grossa riduzione in termini di qualità rispetto alla sorella maggiore Series X.

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Riguardo l'autore

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry  |  digitalfoundry

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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