Rónai György
Kiszivárogtak az XBOX2 specifikációi
A napokban egy olyan dokumentum került ki az internetre, amelyben fel van vázolva a Microsoft következő konzoljának specifikációi. A leírás megerősíti azt a sematikus ábrát is, amely még áprilisban szivárgott ki, árulkodva a 2005-2006 környékén megjelenő játékgép hardveres felépítéséről.
A dokumentumot a jelek szerint a játékfejlesztőknek címezték, és Pete Isensee, az XBOX Advanced Technology Group vezetőjétől származik. Noha sok dolog még nem nyerte el végső formáját, a gép felépítésének legnagyobb részét meglehetősen részletesen írja le. A Microsoft fő célja közé az tartozik, hogy a gép általános teljesítményét maximalizálja, nem pedig hogy speciális hardverekkel, speciális célokra hegyezi ki. A fix funkciójú részegységek kiküszöbölésével amellett, hogy a konzolhoz sem kell annyi egyedi hardvert fejleszteni, a nagyobb teljesítmény elérése elől is jelentős akadályokat hárítanak el.
A rendszer lelke, az IBM PowerPC processzor
Nos akkor térjünk rá a részletekre. A Xenon kódnév alatt fejlődő konzol a dokumentum szerint egy három magos, 3,5 GHz-en, vagy annál is nagyobb órajelen működő IBM PowerPC processzort, 500 MHz-es, DirectX 9-es ATI grafikus magot, és 256 MB, vagy több egyesített memóriát fog kapni. A konzolon Windows NT alapú, a jelenlegi konzoléhoz hasonló operációs rendszer fut majd.
Noha a két konzol architektúrája jelentősen eltér, a Microsoft szerint az XBOX2-ben meglesz az erő, hogy minden további nélkül emulálja az XBOX1-et. Ennek ellenére, egyelőre ebből az írásból sem derül ki, hogy most akkor kompatibilis lesz-e az új konzol az elődjével vagy sem, mint ahogy utóbbi információt egy nemrégiben megjelent hírben kiszivárogtatták. Ennek lehetővé tétele természetesen egy sor hardveres paramétertől is függ, csakúgy, ahogy egy megfelelő emuláló szoftvertől is, ami megfelelően tudná futtatni az XBOX játékokat a Xenon konzolon.
Egy ilyen processzor-óriást kezelni biztosan nem könnyű dolog. Mivel három különböző mag lesz jelen egyetlen processzorban, és minden mag két szimmetrikus hardverszálat tartalmaz (SMT), így összesen 6 szál áll a programok rendelkezésére. Ebből következően minden egyes mag két utasítást tud feldolgozni egyetlen órajel alatt, ezáltal a csúcsteljesítmény elérésekor a Xenon akár másodpercenkénti 21 milliárd utasítás végrehajtására is képes lehet. Ennek megfelelően teljesítményét jól kell elosztani, hogy az lehetőleg ki is legyen használva. A Xenon operációs rendszere a jelek szerint akár a grafikus processzortól is át tud majd csoportosítani műveleteket a CPU-hoz, hogy optimális teljesítményen tartsa a konzolt. A megoldás hátránya, hogy ezáltal rendkívül bonyolult vezérlésű rendszert kapunk, amelynek tesztelése és szoftvereinek fejlesztése rengeteg időt emészthet fel.
A chipet - szoros együttműködésben az XBOX csapattal - az IBM fejleszti. A standard PowerPC integer és lebegőpontos regisztereken kívül szálanként 128 vektor (VMX) regiszter is rendelkezésre áll. A memória nagysága magonként 32KB L1 az utasításoknak, 32KB L1 az adatoknak, és közösen 1 MB másodszintű gyorsítótárat használhatnak. Az L2 cache bizonyos esetekben a további teljesítménynövelés érdekében szegmensenként zárolható lesz.
További különleges tulajdonsága az L2 gyorsítótárnak hogy a grafikus processzor is közvetlen elérést kap hozzá, ezáltal a GPU egyszerre képes beolvasni vertex és textúra adatokat mind a központi memóriából, mind a gyorsítótárból. A Microsoft szerint a következő generációs konzol programozói speciális C nyelvű hozzáférésekkel új, különleges módon kezelhetik majd a folyamatokat. A hackerek és a szoftverkalózok visszatartására közvetlenül a chipbe fejlett biztonsági megoldások is integrálva lettek.
Klikk a képre a nagyításhoz
A látványért az ATI grafikus alrendszere felel
Mint már említettük, az XBOX2 grafikus magja egy speciális ATI processzor lesz, amely 500 MHz-en működik majd. Shader magjában 48 ALU (Aritmetikai és Logikai Egység) van, amelyek 64 szimultán szálon tudnak a pixeleken vagy a geometrián dolgozni. Az ALU egységeket a mag dinamikusan rendeli hozzá a pixel, avagy a vertex folyamatokhoz. Minden ALU egység egy órajel alatt egy skaláris és egy vektor műveletet tud végrehajtani, ami tehát órajelenként összesen 96 shader művelet jelent, ráadásul a textúrafeldolgozás az ALU egységek munkájával párhuzamosan is folyhat. A GPU így maximális kihasználtság esetén másodpercenként 48 millió műveletet hajthat végre.
A GPU fillrate teljesítménye 4 Gigapixelnél is nagyobb, ami 4X AA esetén 16 millió mintavételezést jelent. A maximális vertexfeldolgozási sebessége az 500 milliót is meghaladhatja másodpercenként.
A Microsoft következő konzolja HDTV kimenetre lesz tervezve. A 720 oszlopos frame puffer eléréséhez a grafikus magba egy speciális, 10 MB méretű EDRAM (Embedded Dynamic RAM) is integrálva lesz. Az extrém gyors EDRAM mellett az alpha blending, a z-teszt és az élsimítás (AA) gyorsabb megvalósítására a GPU-ban speciális utasítások is jelen lesznek.
Az XBOX2 grafikus megoldása már túlmutat a DirectX 9 feltételein, ráadásul a hozzá készülő speciális DirectX szoftver is jelentős kiegészítéseket tartalmaz majd, ilyen például egy sor újfajta textúratömörítési és tesszelációs eljárás is. A Xenon ezáltal nem csak a HLSL-t (High Level Shading Language) támogatja (Shader Model 3.0), hanem már ezen is túlmutat. A Microsoft szerint az egész hardver 32 bites IEEE szabvány szerinti lebegőpontos pontossággal dolgozik, a Vertex Shaderek a textúrákhoz, a Pixel Shaderek pedig a Vertex adatfolyamokhoz is hozzáférnek. A közvetlen központi memória és processzor cache hozzáférés pedig eddig soha nem látott lehetőségeket nyit meg. Elég egyértelmű tehát, hogy az XBOX2-ben már a mostani R420 VPU-knál is jóval fejlettebb megoldás lesz majd.
A memória
Az XBOX2-ben 256 MB - vagy még több - egyesített rendszermemória lesz, amelyhez a GPU és a CPU is hozzá tud férni. A fő memóriavezérlő - hasonlóan az XBOX architektúrához - a GPU-n csücsül, és nem kevesebb, mint 22,4 GB/s átviteli sebességre lesz képes, mely megoszlik az olvasás és az írás között. Lefordítva ezt a játékokban is értelmezhető teljesítményre, a GPU egy 512x512x32 bites színmélységű textúrát 47 mikroszekundum alatt lesz képes átküldeni, avagy beolvasni. Természetesen hozzá kell tenni, hogy - mivel a memória egységesen hozzáférhető lesz - ez a 22,4 GB/s megoszlik a CPU és a GPU műveletek között,.
Az alaplapi busz sávszélessége 10,8 GB/s körül lesz - ez az XBOX teljesítményénél hússzor gyorsabb -, tehát ha például a CPU az alaplapon 2 GB/s olvasási, és 1GB/s írási sebességet használ, akkor a GPU-nak 19,4GB/s marad a maga ügyeit intézni. 8 darab 8 bájtos pixelt (ahol minden pixel színekből és Z adatokból áll) a GPU egyetlen órajel alatt át tud küldeni az EDRAM-ba, aminek az írási sávszélessége 32GB/s. Ezután mindegyik pixelt fel lehet bontani multisampling eljárással 4 mintára, ami órajelenként maximum 32 AA mintavételt jelent. Alpha blending, z-teszt és z-írás mellett ez a sebesség 256 GB/s sávszélességgel ekvivalens, ezáltal az XBOX2 GPU elvileg sosem lassul majd be.
A hangrendszer
Az XBOX2 ezeken kívül új audio formátumot is kap, ugyanis vektor regiszterei és hatalmas matematikai teljesítménye révén processzora ilyen feladatok elvégzésére is ideális. A CPU az audio csatornák százainak kódolását és feldolgozását végezheti el egyszerre, effektusokkal ellátva azokat, miközben teljesítményének töredékét használja ki. A rendszer déli hídjában van egy új hardver komponens, amely az XMA kódolásért felelős. Az XMA a Xenon natív audió formátuma, ami WMA Pro architektúrára épül. Az XMA jobb hangminőséget biztosít, mint a jelenlegi ADPCM, és tömörítési aránya is jobb, tipikusan 6:1 / 12:1. A déli hídban tehát teljes hardveres támogatás található, ami még a többcsatornás XMA feldolgozást is kielégíti. Az XMA formátumot a déli híd PCM formátumban küldi át a memóriába, minden más folyamatot a központi processzor vesz át.
Az XBOX2 legalsó szoftveres audió rétege az XAudio API, amelyet a digitális jelfeldolgozás tökéletesítésére találtak ki. Az XBOX Audio Creation Tool (XACT) fejlesztőfelületéről sem feledkeznek meg, azonban az feltételes hangeffektusokkal, javított paraméter szabályozással és rugalmasabb három dimenziós hangmodellel egészül ki.
Be és kimenetek
Ugyanúgy ahogy a jelenlegi XBOX, utódja is a többjátékos játékokra koncentrál majd, azonban ennek ellenére vezetéknélküli hálózat nem lesz benne, csupán egy 10/100-as Ethernet dugasz. A konzol a dokumentum szerint egyszerre négy játékvezérlőt tud majd kezelni. Standard játékvezérlője hasonló lesz az XBOX-éhoz, azonban nem lesz rajta a fekete és a fehér gomb, viszont cserébe kiegészül néhány újjal: a megszokott trigger, thumbstick és D-pad gombok a helyükön maradnak, de a vezérlő már képes lesz vibrációra is.
Az audio, és video formátumokat tekintve a Xenon mindent tud majd amit a mostani XBOX, kiegészítve HDTV (1080i) és VGA kimenettel is. A Xenon persze USB 2.0 portokat is tartalmaz, amelyekhez kamerán, mikrofonon és tárolóeszközökön kívül számtalan egyéb kiegészítő is csatlakoztatható lesz.
Tárolóeszközök
A XBOX2-ben várhatóan nem lesz merevlemez (de külső kiegészítőként szinte biztosan elérhető lesz), azonban a tervezők jóval szélesebb perspektívában gondolkoznak mint az XBOX esetében. A játékoknak az USB eszközökön, a memóriakártyákon és hálózatba kötött PC-ken lévő adatokhoz is hozzáférésük lesz. Fő meghajtója egy 12x-es DVD meghajtó lesz, amely maximálisan 16 MB/s átviteli sebességet tud kipréselni magából, késleltetése pedig várhatóan 100 ms körül lesz. Használt médiaformátuma az XBOX-hoz hasonlóan 6GB/DVD-lemez lesz, két, egy oldalon lévő 3 GB-os rétegen tárolva.
Összegzés
Noha rengeteg részletre fény derült és teljesítményadatai is impresszívek, a Xenon még korántsincs készen. Rengeteg tisztázandó kérdés van, de tény, hogy a Xenon biztosan kisebb konzol lesz, mint az XBOX. A Xenon szoftverek fejlesztése az XBOX-éhoz hasonlóan folyik: a fejlesztés a Xenon fejlesztői eszközével, de PC-n történik. A fő programkörnyezet változatlanul a Microsoft Visual Studio 7.1 lesz, azonban a Xenon fordító egy speciális PowerPC "back-end" és MS Visual C++ "front-end" megoldást alkalmaz.
A dokumentumot a jelek szerint a játékfejlesztőknek címezték, és Pete Isensee, az XBOX Advanced Technology Group vezetőjétől származik. Noha sok dolog még nem nyerte el végső formáját, a gép felépítésének legnagyobb részét meglehetősen részletesen írja le. A Microsoft fő célja közé az tartozik, hogy a gép általános teljesítményét maximalizálja, nem pedig hogy speciális hardverekkel, speciális célokra hegyezi ki. A fix funkciójú részegységek kiküszöbölésével amellett, hogy a konzolhoz sem kell annyi egyedi hardvert fejleszteni, a nagyobb teljesítmény elérése elől is jelentős akadályokat hárítanak el.
A rendszer lelke, az IBM PowerPC processzor
Nos akkor térjünk rá a részletekre. A Xenon kódnév alatt fejlődő konzol a dokumentum szerint egy három magos, 3,5 GHz-en, vagy annál is nagyobb órajelen működő IBM PowerPC processzort, 500 MHz-es, DirectX 9-es ATI grafikus magot, és 256 MB, vagy több egyesített memóriát fog kapni. A konzolon Windows NT alapú, a jelenlegi konzoléhoz hasonló operációs rendszer fut majd.
Noha a két konzol architektúrája jelentősen eltér, a Microsoft szerint az XBOX2-ben meglesz az erő, hogy minden további nélkül emulálja az XBOX1-et. Ennek ellenére, egyelőre ebből az írásból sem derül ki, hogy most akkor kompatibilis lesz-e az új konzol az elődjével vagy sem, mint ahogy utóbbi információt egy nemrégiben megjelent hírben kiszivárogtatták. Ennek lehetővé tétele természetesen egy sor hardveres paramétertől is függ, csakúgy, ahogy egy megfelelő emuláló szoftvertől is, ami megfelelően tudná futtatni az XBOX játékokat a Xenon konzolon.
Egy ilyen processzor-óriást kezelni biztosan nem könnyű dolog. Mivel három különböző mag lesz jelen egyetlen processzorban, és minden mag két szimmetrikus hardverszálat tartalmaz (SMT), így összesen 6 szál áll a programok rendelkezésére. Ebből következően minden egyes mag két utasítást tud feldolgozni egyetlen órajel alatt, ezáltal a csúcsteljesítmény elérésekor a Xenon akár másodpercenkénti 21 milliárd utasítás végrehajtására is képes lehet. Ennek megfelelően teljesítményét jól kell elosztani, hogy az lehetőleg ki is legyen használva. A Xenon operációs rendszere a jelek szerint akár a grafikus processzortól is át tud majd csoportosítani műveleteket a CPU-hoz, hogy optimális teljesítményen tartsa a konzolt. A megoldás hátránya, hogy ezáltal rendkívül bonyolult vezérlésű rendszert kapunk, amelynek tesztelése és szoftvereinek fejlesztése rengeteg időt emészthet fel.A chipet - szoros együttműködésben az XBOX csapattal - az IBM fejleszti. A standard PowerPC integer és lebegőpontos regisztereken kívül szálanként 128 vektor (VMX) regiszter is rendelkezésre áll. A memória nagysága magonként 32KB L1 az utasításoknak, 32KB L1 az adatoknak, és közösen 1 MB másodszintű gyorsítótárat használhatnak. Az L2 cache bizonyos esetekben a további teljesítménynövelés érdekében szegmensenként zárolható lesz.
További különleges tulajdonsága az L2 gyorsítótárnak hogy a grafikus processzor is közvetlen elérést kap hozzá, ezáltal a GPU egyszerre képes beolvasni vertex és textúra adatokat mind a központi memóriából, mind a gyorsítótárból. A Microsoft szerint a következő generációs konzol programozói speciális C nyelvű hozzáférésekkel új, különleges módon kezelhetik majd a folyamatokat. A hackerek és a szoftverkalózok visszatartására közvetlenül a chipbe fejlett biztonsági megoldások is integrálva lettek.
Klikk a képre a nagyításhoz
A látványért az ATI grafikus alrendszere felel
Mint már említettük, az XBOX2 grafikus magja egy speciális ATI processzor lesz, amely 500 MHz-en működik majd. Shader magjában 48 ALU (Aritmetikai és Logikai Egység) van, amelyek 64 szimultán szálon tudnak a pixeleken vagy a geometrián dolgozni. Az ALU egységeket a mag dinamikusan rendeli hozzá a pixel, avagy a vertex folyamatokhoz. Minden ALU egység egy órajel alatt egy skaláris és egy vektor műveletet tud végrehajtani, ami tehát órajelenként összesen 96 shader művelet jelent, ráadásul a textúrafeldolgozás az ALU egységek munkájával párhuzamosan is folyhat. A GPU így maximális kihasználtság esetén másodpercenként 48 millió műveletet hajthat végre.
A GPU fillrate teljesítménye 4 Gigapixelnél is nagyobb, ami 4X AA esetén 16 millió mintavételezést jelent. A maximális vertexfeldolgozási sebessége az 500 milliót is meghaladhatja másodpercenként.
A Microsoft következő konzolja HDTV kimenetre lesz tervezve. A 720 oszlopos frame puffer eléréséhez a grafikus magba egy speciális, 10 MB méretű EDRAM (Embedded Dynamic RAM) is integrálva lesz. Az extrém gyors EDRAM mellett az alpha blending, a z-teszt és az élsimítás (AA) gyorsabb megvalósítására a GPU-ban speciális utasítások is jelen lesznek.
Az XBOX2 grafikus megoldása már túlmutat a DirectX 9 feltételein, ráadásul a hozzá készülő speciális DirectX szoftver is jelentős kiegészítéseket tartalmaz majd, ilyen például egy sor újfajta textúratömörítési és tesszelációs eljárás is. A Xenon ezáltal nem csak a HLSL-t (High Level Shading Language) támogatja (Shader Model 3.0), hanem már ezen is túlmutat. A Microsoft szerint az egész hardver 32 bites IEEE szabvány szerinti lebegőpontos pontossággal dolgozik, a Vertex Shaderek a textúrákhoz, a Pixel Shaderek pedig a Vertex adatfolyamokhoz is hozzáférnek. A közvetlen központi memória és processzor cache hozzáférés pedig eddig soha nem látott lehetőségeket nyit meg. Elég egyértelmű tehát, hogy az XBOX2-ben már a mostani R420 VPU-knál is jóval fejlettebb megoldás lesz majd.
A memória
Az XBOX2-ben 256 MB - vagy még több - egyesített rendszermemória lesz, amelyhez a GPU és a CPU is hozzá tud férni. A fő memóriavezérlő - hasonlóan az XBOX architektúrához - a GPU-n csücsül, és nem kevesebb, mint 22,4 GB/s átviteli sebességre lesz képes, mely megoszlik az olvasás és az írás között. Lefordítva ezt a játékokban is értelmezhető teljesítményre, a GPU egy 512x512x32 bites színmélységű textúrát 47 mikroszekundum alatt lesz képes átküldeni, avagy beolvasni. Természetesen hozzá kell tenni, hogy - mivel a memória egységesen hozzáférhető lesz - ez a 22,4 GB/s megoszlik a CPU és a GPU műveletek között,.
Az alaplapi busz sávszélessége 10,8 GB/s körül lesz - ez az XBOX teljesítményénél hússzor gyorsabb -, tehát ha például a CPU az alaplapon 2 GB/s olvasási, és 1GB/s írási sebességet használ, akkor a GPU-nak 19,4GB/s marad a maga ügyeit intézni. 8 darab 8 bájtos pixelt (ahol minden pixel színekből és Z adatokból áll) a GPU egyetlen órajel alatt át tud küldeni az EDRAM-ba, aminek az írási sávszélessége 32GB/s. Ezután mindegyik pixelt fel lehet bontani multisampling eljárással 4 mintára, ami órajelenként maximum 32 AA mintavételt jelent. Alpha blending, z-teszt és z-írás mellett ez a sebesség 256 GB/s sávszélességgel ekvivalens, ezáltal az XBOX2 GPU elvileg sosem lassul majd be.
A hangrendszer
Az XBOX2 ezeken kívül új audio formátumot is kap, ugyanis vektor regiszterei és hatalmas matematikai teljesítménye révén processzora ilyen feladatok elvégzésére is ideális. A CPU az audio csatornák százainak kódolását és feldolgozását végezheti el egyszerre, effektusokkal ellátva azokat, miközben teljesítményének töredékét használja ki. A rendszer déli hídjában van egy új hardver komponens, amely az XMA kódolásért felelős. Az XMA a Xenon natív audió formátuma, ami WMA Pro architektúrára épül. Az XMA jobb hangminőséget biztosít, mint a jelenlegi ADPCM, és tömörítési aránya is jobb, tipikusan 6:1 / 12:1. A déli hídban tehát teljes hardveres támogatás található, ami még a többcsatornás XMA feldolgozást is kielégíti. Az XMA formátumot a déli híd PCM formátumban küldi át a memóriába, minden más folyamatot a központi processzor vesz át.
Az XBOX2 legalsó szoftveres audió rétege az XAudio API, amelyet a digitális jelfeldolgozás tökéletesítésére találtak ki. Az XBOX Audio Creation Tool (XACT) fejlesztőfelületéről sem feledkeznek meg, azonban az feltételes hangeffektusokkal, javított paraméter szabályozással és rugalmasabb három dimenziós hangmodellel egészül ki.
Be és kimenetek
Ugyanúgy ahogy a jelenlegi XBOX, utódja is a többjátékos játékokra koncentrál majd, azonban ennek ellenére vezetéknélküli hálózat nem lesz benne, csupán egy 10/100-as Ethernet dugasz. A konzol a dokumentum szerint egyszerre négy játékvezérlőt tud majd kezelni. Standard játékvezérlője hasonló lesz az XBOX-éhoz, azonban nem lesz rajta a fekete és a fehér gomb, viszont cserébe kiegészül néhány újjal: a megszokott trigger, thumbstick és D-pad gombok a helyükön maradnak, de a vezérlő már képes lesz vibrációra is.Az audio, és video formátumokat tekintve a Xenon mindent tud majd amit a mostani XBOX, kiegészítve HDTV (1080i) és VGA kimenettel is. A Xenon persze USB 2.0 portokat is tartalmaz, amelyekhez kamerán, mikrofonon és tárolóeszközökön kívül számtalan egyéb kiegészítő is csatlakoztatható lesz.
Tárolóeszközök
A XBOX2-ben várhatóan nem lesz merevlemez (de külső kiegészítőként szinte biztosan elérhető lesz), azonban a tervezők jóval szélesebb perspektívában gondolkoznak mint az XBOX esetében. A játékoknak az USB eszközökön, a memóriakártyákon és hálózatba kötött PC-ken lévő adatokhoz is hozzáférésük lesz. Fő meghajtója egy 12x-es DVD meghajtó lesz, amely maximálisan 16 MB/s átviteli sebességet tud kipréselni magából, késleltetése pedig várhatóan 100 ms körül lesz. Használt médiaformátuma az XBOX-hoz hasonlóan 6GB/DVD-lemez lesz, két, egy oldalon lévő 3 GB-os rétegen tárolva.
Összegzés
Noha rengeteg részletre fény derült és teljesítményadatai is impresszívek, a Xenon még korántsincs készen. Rengeteg tisztázandó kérdés van, de tény, hogy a Xenon biztosan kisebb konzol lesz, mint az XBOX. A Xenon szoftverek fejlesztése az XBOX-éhoz hasonlóan folyik: a fejlesztés a Xenon fejlesztői eszközével, de PC-n történik. A fő programkörnyezet változatlanul a Microsoft Visual Studio 7.1 lesz, azonban a Xenon fordító egy speciális PowerPC "back-end" és MS Visual C++ "front-end" megoldást alkalmaz.
