[情報] DF的Project Scorpio資訊整理

[talan (這個好吃嗎)]

整理了一下DF文章的資訊，
也澄清了一些昨天比較混亂的地方

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2017-project-scorpio-
tech-revealed

https://goo.gl/igf49u


Project Scorpio 比較簡表
http://i.imgur.com/30SDpd4.png

Project Scorpio的SoC - Scorpio Engine
http://i.imgur.com/7kKSWvh.jpg


系統晶片Scorpio Engine


開發過程:

-開發目標為讓Xbox One中，上至900P下至1080P的遊戲，Scorpio都能輕鬆以4K解析度運行

-硬體開發前，微軟先做數年的資料收集
 利用PIX(Performance Investigator for Xbox Xbox效能調查工具)，
 與開發者合作，蒐集Xbox One上頭所有最暢銷遊戲的執行狀況。

-將PIX得到的數據建檔輸入，建立所有暢銷遊戲的模型，將其應用至硬體模擬器中，
 模擬各遊戲以4K狀態執行時的狀況

-硬體模擬器可模擬各種CU數量、時脈模擬、記憶體頻寬、渲染引擎數量、快取大小等等，
 各種硬體配置，開發小組嘗試各種組合，得出最佳配置。

-利用蒐集的資料與模擬的結果，與AMD合作，針對各種瓶頸或需求對GPU做更深度客製化。
 *著色引擎(Shader Engine)數量加倍，配合時脈增加，頂點與多邊形性能提升2.7倍
 *後端渲染器(Render BackEnds)數量加倍，填充速率提升2.7倍
 *GPU L2快取擴大4倍，針對4K
 *6.0 TF 目標性能

RAM:

-4K解析度，4K貼圖素材與渲染目標更大，需要更高記憶體頻寬，
 模擬各種記憶體頻寬與各種分析得出，需要至少300 GB/s的記憶體頻寬。

-最終選擇384-bit GDDR5介面，12通道，每個通道32bit，達成326 GB/s的記憶體頻寬

-AMD的Delta色彩壓縮功能(Delta Colour Compression)節省頻寬損耗
 *Xbox One不存在的功能，GCN 1.2的新特性

-12GB的RAM，8GB對遊戲開發者開放，4GB系統使用
 *比Xbox One可用5GB大60%，也是確保4K遊戲載入時間與1080P遊戲一致
 *系統使用相較於Xbox One多1GB，是為運行4K主機介面所致

-ESRAM取消，以虛擬記憶體方式模擬
 *ESRAM曾經一度納入Scorpio開發考量
 *採用GDDR5 326 GB/s，足以應付失去ESRAM的204 GB/s 記憶體頻寬
 *延遲雖然較ESRAM高，但系統整體性能的提升與更大的頻寬足以彌補
 *以虛擬記憶體方式，映射32MB的GDDR5 RAM位址，讓舊遊戲存取該由ESRAM負責的32MB

CPU:

-2個4核心叢集，總共有4MB L2快取，專為Scorpio客製化，以2.3GHz運行的8核心 CPU
 *非Ryzen架構
 *與Xbox One 100%相容
 *時脈比Xbox One快31%
 *透過深度客製化減少延遲，以便讓CPU被更充分運用，CPU/GPU協作也得到效能提升
 *特製硬體，分擔關鍵任務，減少負載(GPU指令處理器)

GPU指令處理器:

為GPU設計一個指令處理器
 *將最常用DX12 D3D API內建入處理器邏輯中，讓遊戲對GPU調用超高效
 *分擔掉大量CPU最重要、負載最大工作之一-繪圖命令(Draw Call)
 *過去一個管線需要耗費數千，甚至數十萬個CPU指令，使用該處理器，
  只需11個CPU指令與9次狀態變換就能完成任何一種繪圖命令
 *對應用DX12的Xbox遊戲，目前可減少CPU約一半負載(以後也都是DX12遊戲)
 *Xbox One/Xbox One S也具備此指令處理器，DX12所削減的CPU用量已經反映
  在已推出DX12 Xbox One遊戲
 *Scorpio的指令處理器比起X1/X1S，有額外的功能與可程式化能力


-沒能使用Ryzen架構，微軟並不擔心，通過客製化滿足設計目標，同時取得
 商業平衡點(售價)

音效處理器:

-與Xbox One的幾乎一模一樣

-新增空間環繞功能
 *支援Dolby Atmos的7.1聲道與Hololens團隊開發的微軟專用格式HRTF
 *由於音效硬體與之前幾乎一致，空間環繞功能對所有Xbox One硬體都能支援

晶片布局概觀

-晶片面積360mm平方、70億電晶體
 *4個著色引擎佔據大部分面積偏左，著色引擎有11個計算單元，禁用一個來提升生產良率
 *2個叢集CPU坐落於右邊
 *記憶體介面圍繞外圍
-台積電16nm FinFET製程

整合最新AMD多媒體單元

-遊戲DVR可使用次世代HEVC編碼器，達到4K 60fps HDR影片錄製，並無損遊戲效能
-新「回溯截圖」功能(Retroactive Screen Capture)
 *由於畫面全部被一幀一幀被記錄在系統中，無須在正確時間按下截圖，可倒回之前畫面
  選自己要的畫面來截

顯示輸出:

-HDMI 2.0 支援4K、更高的幀率、HDR與廣色域
-針對1080P螢幕，有系統層級的4K -> 1080P Downsampling

散熱、電源、內部設計與接口配置:

-設計目標為小巧設計，要能實現整體效率最大化與最大限度降低功耗
 *相較於一般全體通用的功率最佳化策略，微軟使用內部工程師開發的Hovis method工程
  方法來個別微調每一個晶片與元件的電壓，一方面避免了大量的能源浪費，一方面也被
  免那些被浪費的能源化做熱
 *台積電每條Scorpio Engine生產線都有個別的power分析


-為GPU的高時脈，主散熱器引入真空腔均熱板(Vapour-Chamber)冷卻技術
 *首次被引入主流消費產品遊戲主機散熱，以往只有在GTX 1080等高階卡才能見到的技術
 *由一片片的銅片組成，裡頭抽真空，並加入電離蒸餾水，熱被吸到水中蒸發，然後冷凝
  倒銅片上，是非常高效率的散熱方式，但散熱片上的熱還需由系統排出。

https://i.imgur.com/0Io8L6n.png

-Xbox One使用的標準軸流風扇無法滿足帶走散熱片需求，微軟特別訂製專用的離心風扇
 *能以更低的風扇速度，創造更多風量

-245瓦的內置電源，為Xbox史上使用效率最高

-內部配置緊密，硬碟置於專用的減震器上，降低讀取錯誤並確保最佳數據吞吐量
 與Xbox One S幾乎相同的UHD藍光光碟機

Project Scorpio 內部零件結構圖
http://i.imgur.com/73CRtNl.jpg

-背後接口配置與Xbox One S幾乎相同，電源接頭使用標準8號插座，可直接把Xbox One
 的電源線插進去。

-無原始Kinect接口，要插Kinect需要USB轉接器

-HDMI 輸入保留

-外觀將在E3發表
 *有國外網友按圖片推測出外觀大小 https://redd.it/63x2eh
  他推測大致與Xbox One S差不多大

ForzaTech 展示

4K截圖
https://cdn.gamer-network.net/2017/screenshots/Forza-Tech-Screenshot.png

微軟以一個Xbox One版移植的ForzaTech作為展示
-沿用Xbox One設定，但採用4K素材，原生4K，鎖定60fps
-車輛數量最大，完整AI與物理模擬，尚未最佳化，GPU占用率只在60~70之間
-調整為等同PC上Ultra設定時，GPU占用率88%(一樣為4K 60fps)



Xbox One與Xbox360 遊戲執行

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2017-project-scorpio-back-
compat-five-ways-your-existing-games-will-be-better

https://goo.gl/h04149

微軟:以效能來考量的相容設計有兩種，

一是用昇級版的原件儘量讓效能可模擬原始主機，
二是不去刻意完全複製原始主機架構，儘量解放所有效能，
而相容性問題由主機商來解決

PS4 Pro選擇前者，微軟選擇後者

Scorpio執行Xbox One與Xbox360相容遊戲，
無須開發者更新，就有五個方面讓遊戲跑得比以往更好


1.更佳效能表現與無畫面撕裂
 -可使用所有CPU與GPU能力，讓遊戲能達到開發商所設定的最高上限
 -強制開啟垂直同步，再無畫面撕裂問題

2.採用動態解析度遊戲保持最高解析度

3.改善材質紋理
 -強制16倍材質過濾(AF)

4.Scorpio GameDVR支援
 -4K 60fps的遊戲畫面錄製
 -HEVC編碼，既使是1080P內容，也會因此有更好的錄製品質

5.更快讀取
 -得益CPU時脈提升，加上Scorpio的硬碟傳輸頻寬比Xbox One大50%，
  遊戲能享有比Xbox One更短的讀取時間

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 220.132.218.164
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/XBOX/M.1491585291.A.939.html
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 01:18:12
推 moswu: 4G Ram配給系統也滿猛的
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 01:20:37
推 commandoEX: one s是2.0啊?2.1目前應該還沒人通過驗證
推 Kamikiri: 推整理
→ talan: 是嗎 那就是我記錯了
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 01:41:54
推 TaipeiKindom: 嗯嗯 跟我想得差不多 我是理組出身的
推 TETUO: 是為開發者而生的主機，硬體設計面面俱到太棒啦!
→ TaipeiKindom: 仔細詳讀內文，發現這工程也太浩大，微軟真的是傾盡
→ TaipeiKindom: 大量資源人才技術在開發遊戲主機
→ TaipeiKindom: 那些對於微軟往PC靠攏的說詞不攻自破
→ TaipeiKindom: 更正：XBOX往PC靠攏 不攻自破
推 sugizo0: 接下來就等價格了  ( ′-`)y-～
推 ts00422832: 看起來如果真是499好像很佛，這種條件三廠也可以達到
→ ts00422832: 4K60FPS 就可以放棄VEGA了 4K價格一定比不上主機啊
推 danlove: 感謝整理，看到這份整理，才覺得實在驚人
推 blowchina: 散熱那個好厲害！
推 LithiumLotus: 推整理
→ commandoEX: 微軟做軟體相容性的經驗一定比SONY豐富啦
→ commandoEX: 從小被windows折騰大的
→ commandoEX: 如果Win10 家族kernel完全統一不就代表原本維護Xbox
→ commandoEX: 系統的團隊可以做其他事，例如就專搞相容性方面的問題
推 cgjosephlee: 這盤牛肉好大啊！倒是kinect真的要被放棄了嗎？
推 reDQ6: 沒差吧，放棄就放棄了，天蠍快點出吧
→ faang: 覺得Kinect被放棄+1....至少開放相容360 Kinect遊戲吧
→ talan: 若想相容360 kinect遊戲 可能要先相容360 kinect
推 kokokko416: KT似乎同樣和X1s用轉接方式支援？
→ talan: 因為微軟說過X1 kinect與360 kinect 偵測的精細度不同等級
→ talan: 所以無法直接用X1 kinect仿360 kinect 偵測判定會完全跑掉
推 tomlin121283: 推整理
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 09:42:53
推 ARX888: 單看基礎架構 應該是去年底可以推出的硬體 和神機專家同期
→ ARX888: 多這一年的時間 一方面是最佳化硬體 一方面可能是成本
→ ARX888: 如果計入隱性的因素 可能也有把三年太短 可能會造成玩家
→ ARX888: 消費疲乏的因素考量進去
→ ARX888: 從各種脈絡來看GPU應該是北極星base CPU...我猜可能puma吧
推 ARX888: 不過看起來都有相當程度的改動
推 freaky2586: 推t大整理
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 10:41:56
推 yusaku: kinecr團隊全在hololens團隊裡面了
推 beyonf: 讚 接下來就等遊戲了
推 kkenn: 讚
推 JIKUAI: 看t大情報也看十年了，要在戰10年嗎XD
→ talan: 我在PTT發應該還沒十年吧XD 應該加巴哈 才有十年
→ talan: 不過現在發情報比以前少很多 玩遊戲都快沒時間了
推 kaoh08: 改這麼大 軟體很難不patch過就上 考驗MS的人力規模
→ SetaNoriyasu: ... kaoh08請看文章最後一段。
推 kaoh08: 這樣改等於是把DX12硬體加速也做進CPU了
推 JIKUAI: 巴哈現在都少去啦，以前都會有業界的人在分享技術，現在就
→ JIKUAI: ...
推 n0029480300: 散熱設計和GPU指令處理器太神了
推 Askalaphos: 現在快挖腳頑皮狗，最後生還者2 改這台
→ SetaNoriyasu: 對啦，Sony絕對會很樂意把Naughty Dog賣給MS(翻白眼
推 Askalaphos: 軟體資源技術，當然是微軟最好，日廠的確要加把勁，擺
→ Askalaphos: 脫舊思維，才能進步 QAQ
推 hades360: Kinect 的技術就進到HoloLens 去啦！
推 s8101026: 這硬體真的很猛，現正就等遊戲陣容了，希望不要讓人失
→ s8101026: 望
推 slimu0001: 不要什麼都想挖，真的想玩頑皮狗遊戲趁現在買PS4很難？
依要求刪除推文
→ SetaNoriyasu: 就像有人因為各種因素不想買Xbox一樣，也有人因為各
→ SetaNoriyasu: 種因素不想買PS4 XD
→ SetaNoriyasu: 不過挖人家的第一方真的是異想天開，就算是只挖人搞
→ SetaNoriyasu: 不好都有競業條款擋著
→ SetaNoriyasu: 金盾你這樣只會引來更多船...
推 abc8314970: 借問 2017 holiday = 年底聖誕節?
推 zerosaviour: 差不多就是那時候
→ zerosaviour: 不過11月那時候也算吧
依要求刪除推文
→ Jerrylin1212: 超期待這次E3的,完全猜不到微軟會展什麼作品
→ slimu0001: 原來叫人不要有不切實際的妄想叫索狗，都買微軟主機叫
→ slimu0001: 索狗？
→ TaipeiKindom: 當然不是，我在借題發揮，你也配合著反串一下吧
推 slimu0001: 要反串可以，拿捏一下尺度好不好，這樣是要怎麼吸引人
→ slimu0001: 來支持微軟的主機啊
推 TaipeiKindom: 說的沒錯，我在其他文章被人指名道姓，有點腦充血了
→ TaipeiKindom: 來去唸一下大悲咒尋求平靜
※ 編輯: talan (220.132.218.164), 04/08/2017 15:28:16
推 PaganTsai: 感謝整理，等年底假期上amazon買
推 ironegg: 我對微軟的品質有信心，一定要再買一台的
→ Askalaphos: +1 ... 雄厚財力，應該不用怕微軟主機品質 QQ
推 GalacticEcho: 電玩史上首次真‧4K的遊戲機！希望微軟儘快協助第
→ GalacticEcho: 三廠熟悉天蠍，開發出能展現天蠍完全實力的遊戲。
推 hoos891405: 倒是微軟的忍者小隊變成狂作sony獨佔
→ talan: 親微軟的TN 早在坂垣伴信出走後就不是了
→ cider: 忍者小隊什麼時候是微軟的 只有坂垣討厭sony而已
→ colin90149: 板垣組的人跑去作新的火影忍者新作
推 zombieguy: 真好奇索索會怎麼酸？
推 hoos891405: 現在KT也不是索尼的，但看得出來他們根本不重視微軟
→ hoos891405: 就是了XD
→ hoos891405: 基本上把KT看出索尼的半個親兒子也不為過
→ hoos891405: 雖然有時會跨平台但優化也很糟糕
推 starcraftiii: 有一種老子有錢有技術，隨便做都屌打你
→ SetaNoriyasu: 剛發前面的Scorpio文章，原來那個挖Naughty Dog的爛
→ SetaNoriyasu: 梗他之前就在講.. -_-
→ SetaNoriyasu: 發->翻