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Xbox Series X具有比PS5更高的有效I/O吞吐量



在今年 3 月宣布 Xbox Series X 时,微软就已经预告了全新的 Xbox Velocity 架构,宣称可为次世代主机带来前所未有的功能体验。据悉,Xbox Velocity 体系结构有四个组成部分,分别是定制的 NVMe SSD、专用的硬解压模块、全新的 DirectStorage API、以及 SFS 取样反馈流。结合这些技术,Xbox Series X 可为开发者提供改进的可用内存等资源体验。

Xbox Velocity.jpg

(来自:Xbox 官网)

本周早些时候,微软对 Xbox Velocity 的四个组件进行了详细的解释,其中 SFS 将是 Xbox Series X 具有比索尼 PS5 更高的有效 I/O 吞吐量的关键组件。

存储规格方面,Xbox Series X 内置了一款 1TB 容量的 NVMe SSD,可提供 2.4 GB/s 的原始 I/O 吞吐性能。

作为比较,索尼 PS5 内置了一块 825GB 的 NVMe SSD,可提供 5.5 GB/s 的原始 I/O 吞吐性能。

Xbox Series X – Xbox Velocity Architecture Trailer(via)

从纸面数据来看,PS5 SSD 确实比 XSX SSD 要快不少。然而借助 SFS 技术,开发者将可在 XSX 上实现更高的 I/O 吞吐量。

以一款需要加载 20GB 数据的游戏为例,索尼 PS5 SSD 需要 3.63 秒的数据加载时间。从理论上来看,XSX SSD 将需要 8.33 秒的时间,才能加载完相同的数据量。

但是得益于 SFS 技术,Xbox Series X 或许只需加载 8GB 数据,而不是整个 20GB 的数据,因此仅需 3.3 秒时间即可完成。

换言之,即便 Xbox Series X 的数据加载量仅为索尼 PS5 的 1/2.5,玩家们的等待体验也是几乎没有差别的。

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微软解释称:SFS 是一项基于 Xbox Velocity 体系结构和其它所有改进之上的创新技术,其在不同的纹理细节和分辨率级别上(mipmap)上进行了优化,可在渲染期间根据目标对象与玩家之间的距离远近来智能调节。

当玩家靠近物体时,XSX 就可以提升它的纹理分辨率,以展示玩家们所期待的清晰细节和视觉效果。反之,在玩家距其较远时,它就可以用较低的分辨率来渲染,以节省大量的内存资源。

现如今,开发者必须在内存中加载整个 MIP,即使实际情况是他们仅需对整体纹理的小部分进行采样。

在 Xbox One X 时代,我们就已经分析过 GPU 的纹理资源使用情况,可知通常 GPU 仅访问不到 1/3 的内存纹理数据。

单个场景通常包含数千个不同的纹理自损,这种使用效率的底下,会导致内存和 I/O 带宽的有效利用率极其低下。

有鉴于此,微软决定为 Xbox Series X 引入全新的 GPU 调度功能,使之仅需在必要时加载特定级别的内存数据。

通过这项创新,Xbox Series X 可将内存使用效率提升到原先的 2.5 倍,从而极大地缓解了对系统内存和 I/O 带宽资源的浪费。