Os rumores sobre duplo GPU da PS5

Nos nossos artigos recentes sempre referimos que não podemos comparar os GPUs pelos Tflops, sem sabermos se o seu funcionamento interno se baseia a 100% na mesma arquitectura. E os últimos rumores parecem mostrar diferenças grandes na abordagem aos dois GPUs, nomeadamente com a utilização de um segundo GPU ou um ASIC como auxiliar gráfico.

Há atualmente dois rumores a correr sobre a PS5. E eles são ambos engraçados! Na realidade o que vemos é que um deles, quando mal interpretado até poderia ter partido do outro, mas depois, após milhares de conversas pela internet, eles derivaram em dois rumores completamente diferentes.

Vamos então passar a expor os dois, começando por referir aquilo que são as especificações da PS5 de que se tanto tem falado.

As especificações em rumor (nada confirmado)

Segundo os rumores, a Xbox apresentará um total de 12,1 Tflops, obtidos com um GPU a 1700 Mhz, com um total de 56 unidades de computação.

A PS5 apresenta um total de 9.2 Tflops, obtidos com um GPU a 2000 Mhz, com um total de 36 unidades de computação.

Esta situação, e sem contabilizarmos qualquer ganho extra que possa vir de outras situações, dá uma vantagem de performance gráfica na ordem dos 32% a favor da Xbox!

A térmica

Ora com 36 CU a 2 Ghz há uma questão que se coloca imediatamente! Serão 2 Ghz de velocidade um problema pela geração de calor expectável a esta velocidade?

Esta é uma dúvida lógica… que pode ou não ter razão de ser! E é isso que vamos tentar perceber, se há ou não motivos para se pensar assim!

Se formos a ver a RX 5700 possui 36 CU correndo a 1605 Mhz, mas como alguns utilizadores comprovaram, ela pode ser levada aos 2 Ghz sem dissipação adicional.

Com esta realidade em mente e tendo em conta que entre o lançamento da RX 5700 e os chips das novas consolas vai mediar cerca de ano e meio, e sendo estes chips foram criados de raiz a pensar nas suas velocidades de relógio, só podemos pensar que certamente eles estarão muito melhor preparados que uma RX 5700 para trabalhar a essas velocidades.

Ora a PS5 possui uma velocidade de relógio alta, de 2 Ghz, mas se formos a ver, os rumores da Xbox falam em 1,7 Ghz. Ou seja, na realidade o GPU da PS5 tem apenas mais 17,6% de velocidade de relógio.

Ora o que é normal nestes casos, sempre que a térmica se revela um problema, é descer a velocidade de relógio, aumentando os CUs. Mas o aumento dos CU, só funciona com uma real descida dos Mhz. O manter Mhz e aumentar os CU ainda nos cria um problema térmico maior.

O que acontece então é que se aceitamos que a PS5 a 2 Ghz vai ter problemas térmicos com os seus 36 CU, então temos também de aceitar que esses problemas estão igualmente presentes na Xbox! E porque? Porque se a PS5 aumenta a velocidade de relógio em 17,6%, a Xbox aumenta as unidades de computação em 55%. Há uma desproporção entre o aumento das unidades de computação e a descida de velocidade de relógio muito grande.

Que conclusão é que aparentemente poderemos tirar daqui? Que ou ambos poderão apresentar problemas, ou que estes GPUs deverão realmente estar preparados para estas velocidades. E a segunda hipótese parece ser a mais coerente!

Note-se porém, e nunca é demais realçar isto, que estas conclusões podem estar completamente erradas. Basta que as velocidades de relógio de pelo menos uma das consolas não seja aquela que os rumores referem, mas sim algo mais baixo.

A performance

Apesar de as diferenças entre estes dois GPUs dever ser feita comparando os 12,1 Tflops com os 9,2 Tflops, a comparação face às actuais Xbox One e PS4 já não devem ser feitas apenas pela comparação do valor numérico dos Tflops.

Tanto as consolas originais PS4 como Xbox são baseadas no GCN 1.0, apesar de personalizações com tecnologias mais recentes. Daí que a comparação apenas numérica não se traduz numa realidade de performances.

Para valores reais, comparativos face às consolas originais, teriamos de ver os ganhos obtidos nestes últimos anos no rendimento dos GPUs AMD. E isso implicava a comparação entre os GPUs Tahiti e os Navi, algo que não se consegue fazer directamente.

No entanto, a Eurogamer fez essa análise de forma indirecta, neste artigo, chegando à conclusão que do Tahiti para o Navi há um ganho que se pode estimar ser na ordem dos 62%.

E isso quer dizer que, falando no mesmo nível de eficiência das consolas originais, a nova Xbox equivaler-seia a uma XBox original com 56 CU a oferecer 19,6 Tflops, e a PS5 equivaler-se-ia a uma Xbox  PS4, isto seria o mesmo que dizermos que este GPU da PS5 seria equivalente a uma PS4 com 36 CUs, a 14,9 Tflops.

De notar-se que os ganhos são variáveis, sendo que se este valor é indicativo do que poderemos esperar, há áreas em que os ganhos foram muito acima disso. Por exemplo, no capítulo da tesselização os ganhos do Navi face ao Tahiti, alcançam os 745%, o que permite antever que, comparativamente, estas novas consolas poderiam ainda assim bater as consolas originais com os Tflops equivalentes indicados.

A diferença de abordagens

Apesar das diferenças de performance do GPU serem as aqui referidas, tal não implica que elas sejam medidas nessa proporção no mundo real.

Há uma série de factores ainda desconhecidos que podem equilibrar ou mesmo inverter a inclinação dos pratos da balança!

O que é claro é que as abordagens são diferentes! A Sony optou por uma abordagem de obtenção de performance indo por mais velocidade e menos paralelismo. A Microsoft faz exactamente o contrário.

A outra diferença na abordagem é que nos parece mais relevante, e passa pela implementação do Ray Tracing… Algo que pode fazer toda a diferença, e o motivo deste artigo!

O Ray Tracing das duas empresas

Ora é no Ray Tracing que se fala estar a grande diferença entre as duas consolas. E aqui entram duas teorias para essa diferença. E ambas passam por um segundo chip auxiliar, seja ele um segundo GPU, ou um chip ASIC (um chip dedicado e especializado) auxiliar.

Vamos então expor as duas:

Teoria 1: A presença de um ASIC

Tal como todos os dados deste artigo, o que aqui é referido é apenas um rumor e como tal tudo pode não passar de uma nuvem de fumo. Mas os dados que são apresentados para o consolidar, verdadeiros ou não, são interessantes e bem fundamentados. Daí que resolvemos trazê-lo aqui a nível informativo.

Eis o que foi publicado no Reddit:

Para clarificar alguma confusão sobre as consolas de próxima geração, a Sony e a Microsoft estão a fazer aproximações diferentes aos seus APUs respectivos.

A Sony está a implementar um chipset discreto junto com o seu APU para o Ray Tracing por hardware. OS tais “9.2 Tflops” dizem respeito ao poder de processamento do GPU para grafismo dentro da PS5. Para enfatizar este algoritmo, a Sony alcançou o que pretendia com apenas 36/40 unidades de computação.

A Microsoft por outro lado, trabalharam o seu APU para conter o Ray Tracing no seu interior, tendo para isso aumentando o seu volume e a capacidade de computação. Isto obrigou a Microsoft a adicionar unidades de computação adicionais para satisfazer o que precisava. 52/56 unidades de computação que resultam no tão falado “GPU de 12 Tflops”.

Em termos leigos, a Microsoft usa o poder do seu GPU de “12 Tflops” de forma partilhada entre o processamento gráfico standard e o Ray Tracing. No entanto o GPU da Sony, apesar de menos capaz (9,2 Tflops), possui um chip discreto e dedicado para o Ray Tracing. No final, esperam que ambas as consolas tenham uma performance muito semelhante!

Esta publicação provavelmente passaria ao lado, não fosse pelo facto que o leak do Github parece confirmar que o APU da Microsoft tem Ray Tracing embutido e o da Sony não.

Agora a questão: Não será isto mero paleio de fanboy e uma mera tentativa de justificar o encontrado no leak, inventando, ao bom estilo MisterXmedia, uma realidade alternativa?

A realidade é que só pelo que foi publicado neste texto nunca escreveríamos um artigo sobre este rumor. Mas a questão é que depois as pessoas começaram a falar dele, tentando-lhe dar substância, e no que foi escrito sobre o assunto há coisas que encaixam muito bem!

Uma das situações que é associada a este ASIC é o software que a empresa Israelista Adshir mostrou na CES. Trata-se de uma solução software de elevada performance e baixo custo de computação para Ray Tracing, e que pode ser aplicada a qualquer GPU, que processa Ray Tracing, de nome LocalRay. É uma solução de extremo baixo consumo, que pode ser aplicado a smartphones.

Esta solução mostra-se extremamente interessante ao suportar multiplas plataformas, podendo ser aplicada a qualquer GPU.

Mas o que tem uma solução 100% software a ver com isto? Bem, aquilo que se pode ver é que a solução é relativamente leve e acima de tudo, extremamente eficaz… ao ponto de ter resultados de topo processados em tempo real.

Mas no entanto a ideia da Sony não teria sido usar o processamento do GPU para correr este software, mas sim usar um ASIC (um processador dedicado ao cálculo em causa), externo, que o faria. Basicamente a Sony colocaria hardware dedicado e especializado para executar esta solução software de Ray Tracing, transformando uma solução baseada em software em uma solução genérica hardware. Mas que por ter uma base software, pode ser inserida na sua consola sem qualquer problema de compatibilidade.

Mas porque este software? O que leva a que se junte a ideia do ASIC a este software em específico?

A frase do Vice Presidente executivo da Adshir, usada durante a apresentação feita na CES..

Desenhamos de raiz a pensar em que funcione em aparelhos baixo de gama. Temos múltiplos acordos que envolvem consolas e o sector móvel, mas não podemos falar disso até à segunda metade do ano.

Estas frases são reais… estão escritas em vários sítios, e realmente aparentam uma ligação à PS5.

Um dos principais motivos é o só poderem falar do assunto na segunda metade deste ano. E o que há de relevante a passar-se que possa impedir isso? Exactamente, a revelação das nova consolas!

Esta associação às consolas pode ser vista ao minuto 29:55 onde é dito que o software foi testado em consolas!

Mas é a data em que se pode falar, o único dado que associa este software à PS5?

Não.. nas realidade há algo mais! É que o video promocional desta empresa, e podem ver isso a partir do minuto 9:07 usa extensivamente o homem aranha como personagem. E quem detém os direitos de imagem do Homem Aranha? A Sony!

Há ainda uma outra situação referida que associa os dois rumores. O uso e um termo no post que fala do ASIC e que realmente soa a algo despropositado, e cito o trecho:

Para enfatizar este algoritmo, a Sony alcançou…

Claramente o uso do termo algoritmo soa a estranha… não se adequa verdadeiramente à frase!

Ora se houve algo que na apresentação da Adshir foi referido ínumeras vezes foi que o que distingue o seu software de todos os outros é a sua aproximação algorítmica, que permite uma estrutura de dados dinâmica e proprietária que se adapta automaticamente às adaptações de cenas.

Há aqui uma curiosidade no uso do termo que os defensores da teoria não quiseram deixar passar em branco.

Esta solução, a ser verdadeira, parece-nos muito interessante. Uma solução completa Ray Tracing capaz de correr em processadores mais fracos, colocada a correr num processador dedicado e criado especificamente para tal, poderia trazer elevados rendimentos.

Dado que a solução RT da AMD, apesar de mais versátil que a da Nvidia será, à partida, inferior a nível de performances, a escolha de uma solução deste género, seria mais barata, mais rentável, e com melhores performances.

Teoria 2 –  Um segundo APU/GPU

Esta segunda teoria apoia-se um bocado nos princípios da primeira. Ou seja, é uma teoria na qual as performances do Oberon não revelaram toda a performance da consola. E tem igualmente uns fundamentos que se revelam interessante ao ponto de justificar trazer-se o mesmo aqui.

O mais interessante deste rumor é que ele explicaria a quase totalidade dos rumores que apareceram até hoje e dados como podendo ter algum fundamento E dado que nesta geração a contra-informação é muita, a coerência entre rumores torna-se uma das poucas ferramentas para alguma credibilidade.

De notar porém que isso não chega para dar credibilidade ao rumor, apenas para que o mesmo não seja descartado à partida.

O certo é que desde Junho de 2017 que já se fala do uso de um GPU discreto na PS5:

PS5 terá um GPU discreto e não um APU

Este rumor não seria exactamente o que teríamos aqui, uma vez que o segundo GPU (ou até segundo APU), estaria colocado em conjunto com um APU. Mas também estávamos em 2017, e  com rumores muito prematuros, pelo que o mesmo poderia estar mal explicado ou obtido. Aliás em 2017, se falássemos a alguém de GPU discreto, o coerente seria imediatamente descartar a ideia de um APU.

Seja com for, o relevante aqui é perceber-se que já em 2017 se falava da possibilidade de a PS5 ter um GPU independente. E dado que a PS5 estaria para ser lançada em 2019, este rumor poderia estar baseado em dados concretos relacionados com o desenvolvimento que nesta fase estaria já avançado.

Aliás segundo outros rumores, foi exactamente em 2017 que a Sony resolveu adiar o lançamento da PS5 de 2019 para 2020.

Foi em Julho de 2019, ou seja, bastante antes de se começar sequer a falar do leak do Github e da aceitação que a PS5 teria 36 CU, que surgiu um rumor curioso publicado pelo Hot Hardware.

Ele falava que a PS5 teria uma configuração de 72 CU (numa configuração de duplo 36 CU). É a primeira referência efectiva a uma PS5 com duplo GPU, mas à qual ninguém deu a devida atenção, especialmente porque com a revelação do Navi e dos seus Dual Cus, se associou imediatamente a ideia de que esta configuração de duplo CU era na realidade os Dual CUs.

Seja como for, uma coisa é certa, o rumor falava em 36 CU, o número de CUs que os documentos da AMD confirmaram.

Basicamente o que interessa para se perceber este rumor é compreender-se que há rumores sobre a um GPU externo, e rumores sobre uma configuração de duplo GPU. Logo a especulação apoia-se nisso!

Agora vamos analisar o rumor de outra forma… O que levaria a Sony a tal escolha de um GPU ou APU duplo? Será que um APU e um GPU (ou duplo APU) não sairão mais caros do que um único APU com mais CUs?

E sabendo-se que a AMD refere que um dos motivos pelos quais não usa o infinity fabric para criar sistemas multi GPU é que as desvantagens do Crossfire se mantêm quase todas presentes, como é que a Sony iria optar por algo assim?

Curiosamente este rumor dá boas respostas a essas duas perguntas!

A primeira responde-se com este artigo!

Basicamente o artigo refere a ideia da Sony da existência de dois SKUs, um que seria a PS5, e outro que seria a PS5 Pro. Tal e qual a Microsoft tem com a Anaconda e a Lockhart!

Mas a realidade depois parece diferente: Temos conhecimento do Arden (Anaconda, agora Série X), e do SparkMan (Lockhart), mas do lado da PS5 só temos conhecimento de um chip que teve já algumas evoluções, começando como Gonzalo, evoluindo para Ariel, e chamando-se agora Oberon. E nas revisões conhecidas, sempre com 36 CU, e com as mudanças conhecidas a serem a velocidade de relógio do GPU.

E se é assim, não há nenhum APU para um segundo SKU.

E é exactamente ao não existir que este rumor se encaixa na perfeição. Basicamente só haveria um chip em desenvolvimento (ao qual os núcleos Zen poderiam ser retirados), sendo que a PS5 base usaria um APU com 36 CU a 2 Ghz e 9.2 Tflops, ao passo que um modelo Pro usaria 2 GPUs (ou 2 APUs), para um total de 18,4 Tflops de performance teórica máxima. Na realidade este valor de performance desceria pois quando com os dois APUs em uso, a velocidade deles desceria, oferecendo-se apenas 14,2 Tflops.

Que vantagens haveria nisto? Muitas, pois não haveria custo de desenvolvimento de um segundo chip, e nem dupla produção, o que permitiria poupar largas centenas de milhões (o desenvolvimento é onde se investe mais dinheiro), criar duas ofertas e tornar o esquema rentável. Tudo com um único APU para duas consolas. Tal permitiria inclusiva uma margem à Sony para cobrir perdas no preço das suas consolas.

Igualmente interessante é enquadrar isto com os dados da CES da AMD… 36 CU enquadra-se nas especificações da RX 5600 que a AMD considera optimizada para 1080p. 72 CU, entraria no domínio dos Big Navi, e perfeitamente capaz de 4K. Ou seja, com um APU com 36 CU e 2 Ghz teríamos uma consola capaz de superar uma RX 5700 e ir aos 1440p com margem, ao passo que com 2 destes chips poderíamos ir aos 4K ou acima.

Ora com um APU de 36 CU, que seria acompanhado de segundo um GPU de outros 36 CU (ou outro APU), naturalmente haveriam rumores de performance para ambos os lados. Quem só conhecia a ideia do uso do APU, referiria menos potente, quem conhecesse a ideia do duplo GPU (ou APU), referiria mais potente. Encaixaria como ginjas em todos os rumores.

Infelizmente toda esta teoria parece cair por terra quando vemos o que a AMD refere sobre as desvantagens do Crossfire estarem presentes em sistemas multi GPU. Basicamente tal não permitiria um ganho assim tão grande, com ganhos variáveis de jogo para jogo, e no máximo de algo na ordem dos 40%.

E isto invalidaria o interesse num investimento deste género!

Ou será que não?

Bem, a AMD tem o infinity Fabric… e queixa-se disso. Mas a Sony tem uma tecnologia que aprimora desde 2008 onde ligando 4 consolas apenas com cabos de rede consegue resultados fantásticos colocando consolas distintas a criar uma imagem única de maior resolução.

Esta tecnologia foi-nos mostrada em 2008 com a PS3 onde a Sony colocou Gran Turismo 4 a correr a 4K 60 Fps, usando 4 consolas Playstation 3.

Sim… 4K, 60 fps! Com consolas Playstation 3.

A tecnologia baseia-se no seguinte principio de funcionamento:

Ora se isto se faz com consolas ligadas por cabos de rede, o que poderá acontecer com consolas com uma ligação interna PCIe.

Neste caso, com dois GPUs a debitarem 9.2 Tflops RDNA (mais do dobro da Pro), cada um a debitar 2x 4K checkerboard (o dobro da Pro), um sistema com apenas dois APUs (ou um APU + um GPU), parece algo perfeitamente possível.

E isso explicaria o que nos foi mostrado à algum tempo, em hardware não especificado: GT Sports a 8K, 120 fps, com Ray Tracing.

Teoria? Ficção?

Bem, aqui escrevemos este artigo no campo da teoria… uma vez que não podemos fazer afirmações seguras.

Mas uma coisa é certa! O que vemos no video de cima poderia ser tambem feito com 4 consolas PS4 Pro, mas no máximo elas colocariam o jogo a correr a 8K 60 fps. Ora o que ali temos são 8K 120 fps e com Ray Tracing. E com 36 CUs RDNA não nos parece minimamente possível que GT Sports pudesse correr a 8K 120 fps HDR e com Ray Tracing. Mas com 72 CU RDNA com dois APUs com suporte Ray Tracing, isso já nos parece possível.

Conclusões

Como veem, as duas teorias tem alguns argumentos interessantes. Daí que achamos interesse em coloca-las aqui.

Mas recorde-se… é tudo especulação! Para dados concretos, teremos de esperar para ver!

E se nos é permitido uma nova teoria, quem sabe não poderemos ter algo que misture as duas coisas?

Enfim, sonhar não custa nada. 😉

Mas colocando os pés na terra, o que temos como dados palpáveis atualmente são 9.2 Tflops num único APU, e sem sabermos como será o ray Tracing. Esse é o dado mais concreto que temos até agora, apesar que nada nos pode garantir que isso não tenha sido alterado.

Um APU capaz de 4K, mas que não poderá voar tão alto como o APU de, supostos, 12 Tflops da Xbox!