PS4 ou Xbox 4? Percebe os motivos pelos quais a Xbox One é bastante inferior, com a nossa análise ponto a ponto.

Analisando a frio as especificações da PS4 e Xbox One, elas são bastante parecidas. Mas as diferenças estão lá, e são bem grandes. Conhece-as todas e percebe o motivo pelo qual a Microsoft terá condenado a sua Xbox ao querer que ela seja mais do que uma mera consola.

 

ps4vsxboxone

NOTA: Devido a revelações sobre situações novas este artigo encontra-se desactualizado, devendo ser apenas lido como descritivo das tecnologias em questão e não ser tomado como referencia quanto a valores. Para dados mais actualizados deverão consultar este artigo:

 

Uma análise a frio parece revelar uma Xbox One e uma PS4 bastante semelhantes. Tão semelhantes que parece difícil dizer qual é efectivamente a melhor, e acreditar que tudo dependerá do suporte e dos jogos desenvolvidos.

Mas uma análise que passe o superficial revela as diferenças entre as consolas. E após uma pesquisa exaustiva vamos mais além do básico e mostrar que as diferenças são efectivamente muitas.



Mas vamos começar pelo básico.

Configurações partilhadas:

  • Arquitectura x86
  • Processador AMD jaguar de 64 bits com 8 núcleos a 1.6 Ghz
  • Placa gráfica baseada na arquitectura Radeon série 7xxx e capaz de Direct X 11, a 800 Mhz
  • 8 GB de RAM

Ou seja, por aquilo que vemos ambas as consolas optaram exactamente pelo mesmo tipo de configuração, tendo mesmo sido baseadas no mesmo tipo de hardware. Assim, numa análise fria, ambas as consolas parecem em tudo semelhantes e parecem, no mínimo, capazes de fazer o mesmo. Mas vamos analisar a situação mais profundamente.

Arquitectura x86

Apesar de ambas as placas serem baseadas na arquitectura x86, tanto Sony como Microsoft tiveram o cuidado de tentar eliminar o maior problema existente na mesma: Os congestionamentos das larguras de banda disponíveis.

No entanto as soluções propostas são radicalmente diferentes.

A Microsoft optou por uma abordagem tradicional onde o Bus de comunicação se mantêm inalterado face ao que vemos nos PCs. O canal de comunicação com a RAM possui uma largura de banda máxima de 68 GB/s, e tanto placa gráfica como CPU comunicam com a RAM e entre si usando este canal. Reconhecendo porém que esta largura de banda é demasiadamente baixa para alimentar convenientemente uma placa gráfica, a consola possui um buffer intermédio para armazenamento de dados, de 32 MB e com 102 GB/s de largura de banda.

A Sony optou por uma configuração diferente. O seu canal de comunicação possui 176 GB/s de largura de banda, sendo que o CPU e o CPU possuem um canal adicional, e inovador na tecnologia x86, para comunicação directa dos dados partilhados entre si com 20 GB/s de largura de banda. Esta situação não existe na Xbox One.

Note-se que nesta fase, e porque iremos explanar melhor estas situações aqui referidas na análise à RAM e ao GPU, não nos queremos alongar muito em explicações sobre a arquitectura.

Resumindo:

PS4 – 176 GB/s de acesso à RAM + 20 GB/s para comunicação de dados directos entre GPU+CPU

Xbox One – 68 GB/s de acesso à RAM. Memória tampão de 32 Megabytes destinada a funcionar como cache do GPU com 102 GB/s de largura de banda.

Processador Central

Ao que parece, o processador central é idêntico nas duas consolas, não sendo por si factor de diferenciação.

No entanto, nas performances passíveis de serem obtidas por este componente, há uma diferença muito grande entre as duas consolas, e esta deriva da forma desigual como as empresas encaram os seus produtos.

Assim, a Sony, olhou para a Playstation 4 como uma máquina exclusiva para jogos, e assim sendo só faria sentido que a máquina ao correr os mesmos, lhes dedicasse a totalidade dos seus 8 núcleos.

Já quanto à Xbox One a dúvida existe sobre qual a potência de processamento dedicada aos jogos. No entanto, em Janeiro de 2013, a Microsoft comunicou aos seus parceiros que a sua consola teria diversos modos de funcionamento, sendo que o modo dedicado a jogos teria acesso a 6 dos 8 núcleos da consola. Desconhece-se se esta situação se terá alterado entretanto, mas a apresentação da Microsoft parece ter deixado claro os motivos para as restrições apresentadas, levando a crer que tudo se encontra em efeito: A Microsoft não encara a nova Xbox como uma mera consola, mas um sistema completo de entretenimento caseiro, e as funcionalidades Box reservam para si dois dos núcleos do sistema.

Assim, e tendo em contas estas restrições, podemos resumir o comparativo do processador da seguinte maneira:

PS4 – Processador Jaguar 64 bits com 8 núcleos. 8 núcleos disponíveis para jogos.

Xbox One – Processador Jaguar 64 bits com 8 núcleos. 6 núcleos para jogos + 2 núcleos reservados para funções Box e processamento Kinect.

nucleos

Memória RAM

Mais uma vez, e apesar de ambas as conolas indicarem 8 GB de RAM, as diferenças entre elas são grandes e tiveram abordagens diferentes.

Nas duas consolas a memória RAM é partilhada entre CPU e GPU, não havendo assim direito a memórias dedicadas ao GPU como acontece nos PCs. E para resolver essa situação as empresas optaram por estratégias diferentes.

A Microsoft usou memória DDR3 a 2133 Mhz Quad-Channel que lhe confere uma largura de banda de 68 GB/s (os valores referidos na parte da arquitectura), mas apercebendo-se que este era um valor insatisfatório para alimentar as necessidades da sua placa gráfica resolveu acrescentar uma memória video dedicada de 32 Megabytes e com 102 GB/s de largura de banda. Uma situação que melhora bastante o problema existente, mas uma solução bastante inferior à encontrada pela concorrência uma vez que estes 32 MB apenas podem armazenar a imagem vídeo mas nunca as texturas dos jogos.

A Sony abordou a situação de outra forma. Se a memória é partilhada e não podemos ter uma memória ultra rápida dedicada na placa, então porque não colocar o sistema todo a usar essa memória? E assim a Sony opta pelo uso de 8 GB de GDDR 5 como memória genérica, uma memória muito mais rápida e mais cara, com 176 GB/s de largura de banda (mais uma vez o valor referido na parte da arquitectura).

A solução da Sony não só é claramente melhor, como não é limitativa de nenhuma forma. A placa acede a todo o conteúdo da RAM (8 GB) a 176 GB/s, ao passo que a Xbox One apenas pode aceder a 32 Megabytes a 102 GB/s, e qualquer necessidade extra terá de ser fornecida a esta cache pela RAM geral com a sua largura de banda de 68 GB/s.

No entanto as diferenças não ficam por aqui:

Mais uma vez entra em jogo a forma como as empresas abordaram a consola. E desta forma a Sony pretendeu deixar o máximo de RAM possível, criando um sistema operativo que gasta 1 GB da RAM disponível, deixando 7 GB livres para os jogos poderem usar.

Já a Microsoft necessitou de alimentar a sua BOX TV e o seu processamento paralelo, e desta forma criou um sistema operativo muito mais pesado e complexo, que utiliza 3 GB de RAM, apenas deixando 5 GB livres para os jogos.

Resumindo:

PS4 – GDDR5 com 176 GB/s de largura de banda e 7 GB livres

Xbox One – DDR3 com 68 GB/s de largura de banda. Memória tampão vídeo de 32 MB com 102 GB/s de largura de banda. Memória livre de 5 GB.

RAM

Placa Gráfica

Mais uma vez, e apesar de a placa gráfica base ser, ao que tudo indica, a mesma, a abordagem realizada foi bastante diferente entre as empresas.

A Microsoft limitou-se a usar uma placa gráfica AMD, sem qualquer alteração (na realidade acrescentou-lhe a cache de 32 MB no chip, algo tecnicamente complexo).

A Sony alterou, e radicalmente, a placa gráfica base da AMD.

Assim, a Sony começou por alterar o número de unidades de computação da placa, passando-as de 12 para 18, o que implicou igualmente um aumento do número de unidades de shaders de 768 para 1152. O número de ROPS (Raster Operators) também foi alterado, passando de 16 para 32. Trata-se de um aumento de mais de 50% das capacidades da placa gráfica que eleva as suas performances de 1.23 Teraflops para cerca de 1,84 Teraflops.

Por outras palavras, só por esta medida a placa gráfica da PS4 é 50% mais rápida.

Mas no entanto a Sony não se ficou por aqui, alterando igualmente a capacidade de recepção de comandos simultâneos da placa. E se numa placa inalterada esta aceita em simultâneo uma fonte de comandos gráficos e duas fontes de comandos genéricos a Sony aumentou a capacidade de aceitação de comandos genéricos para 64 fontes (32 vezes mais). Ou seja, a Sony quer que o GPU possa efectivamente auxiliar o CPU de uma forma mais eficaz e criou as condições para tal.

Para conseguir esta ideologia a Sony recorreu a outras alterações no hardware, removendo algumas das limitações típicas da arquitectura x86 que impedem que o CPU e o GPU comuniquem em grande escala, e para isso teve de mexer nas caches e no hardware.



O problema em questão passa pelo facto de as caches do GPU necessitarem de ser limpas sempre que há uma troca entre processamento genérico e processamento gráfico. E dessa forma sempre que o GPU quer comunicar com o CPU e vice-versa, a cache tem de ser esvaziada, o que é uma situação penalizadora a nível de ciclos, mas igualmente interrompe o trabalho gráfico.

Assim, para evitar essa situação a Sony acrescentou um canal de comunicação directo do GPU para a RAM sem passar pelas caches, e que permite assim aceder aos dados do CPU (e vice-versa) sem penalizações ou limpeza de caches. Este canal dedicado possui uma largura de banda de 20 GB/s (já referido na secção arquitectura).



Da mesma forma, a Sony alterou as caches de forma a permitir que as mesmas possam misturar comandos gráficos e genéricos em simultâneo, não sendo necessário parar um tipo de processamento para efectuar outro. E para isso recorreu a uma alteração que permite identificar os comandos ali presentes de forma a que a placa os saiba separar entre gráfico e genéricos.

ACRESCENTADO A 28/06: Sabe-se que a Microsoft alterou o DirectX da Xbox One de forma a permitir que o API suporte igualmente Buffers de GPU mapeáveis. Apesar de a placa não ter tido alterações ao nível do hardware para melhorar este tipo de situações, como a Sony fez ao aumentar o número de comandos genéricos aceites de 2 para 64 e ao acrescentar o canal de comunicação adicional, a Xbox permitirá igualmente a mistura dos dois tipos de comandos sem penalização da limpeza de caches.

Mais ainda, a Sony mexeu no firmware da placa de forma a permitir que O GPU possa ele próprio usar a sua capacidade de computação genérica de forma a efectuar determinadas filtragens gráficas que normalmente é o CPU que as determina.

ACRESCENTADO A 28/06: A Microsoft anunciou o suporte a uma tecnologia de colocação de texturas virtuais acelerada por hardware, efectivamente uma forma de melhorar as performances do sistema usando igualmente a capacidade de cálculo genérico do GPU. Da mesma forma sabe-se que aumentou o numero de comandos de computação, tal como a Sony, para o dobro, mas mantendo o número de ACEs em 2. Assim a consola pode aceitar e ordenar até 8 comandos de computação.

Como se vê, as alterações gráficas são profundas. O hardware não é só 50% mais rápido como é mais eficaz, e esta situação deverá ser notória assim que as performances das consolas começar a apertar.

As restantes diferenças derivam, mais uma vez, da forma como as empresas encararam as mesmas. Assim a Sony permite o uso de 100% das performances da sua placa gráfica para jogos, mas a Microsoft, devido às características de Box TV, reserva 10% da performance.

Resumindo:

PS4 – Placa gráfica baseada em Radeon série 7xxx, altamente alterada quer a nível de software quer de hardware, com ganhos de mais de 50% face ao modelo de referência e optmizações diversas no seu funcionamento. 100% do seu processamento dedicado aos jogos. 18 Compute Units, 1152 Shader Units, 32 ROPS. 1,84 Teraflops de performance.

Outras alterações incluem optimizações diversas que permitem, entre outras coisas, cálculo genérico e gráfico em simultâneo e um Bus adicional para comunicação directa entre CPU e GPU de 20 GB/s.

Xbox One – Placa gráfica baseada em Radeon série 7xxx com alterações. Somente 90% da sua performance disponível para jogos. 12 Compute Units, 768 Shader Units, 16 ROPS 1,23 Teraflops de performance mas apenas 1,1 Teraflops destinados aos jogos (10% reservado às funções box).

ACRESCENTADO A 26/06: Cálculo genérico e gráfico simultâneo igualmente possível. 8 comandos de computação aceites.

gfx

Conclusão:

Apesar de semelhantes à superfície, PS4 e Xbox One são bem diferentes, sendo que parte das diferenças se deve ao diferente conceito seguido na sua concepção. A PS4 possui um hardware dedicado a jogos, e a Xbox One um hardware que se divide entre os jogos e as funções TV. E como tal as diferenças não se limitam ao hardware, mas igualmente ao software e ocupação do sistema.

Comparativamente, e no que toca a jogos, poderíamos elaborar a seguinte tabela:

Comparação para jogos descontando os elementos reservados para funções das consolas Playstation 4 Xbox One
Processador 8 núcleos 6 núcleos
RAM 7 GB com uma largura de banda de 176 GB/s 5 GB com uma largura de banda de 68 GB/s.
Memória Vídeo Máx de 8 GB com uma largura de banda de 176 GB/s Max de 5 GB com uma largura de banda de 68 GB/s. Memória tampão de 32 Megabytes com largura de banda de 102 GB/s.
Placa Gráfica Baseada em Radeon série 7xxx, com 18 compute Units, 32 Rops, 1152 Shader Units. Baseada em Radeon série 7xxx, com 12 compute Units, 16 Rops, 768 Shader Units.

comparativo

Não vale muito a pena escamotear a realidade. A Playstation 4 é superior à Xbox One, e apesar de isso dificilmente ser perceptível nos primeiros tempos onde as especificações das consolas ainda não serão usadas ao máximo e o processamento existente se revela suficiente em qualquer dos casos, com o passar dos tempos e o “esganar” do hardware as diferenças vão começar a existir. E claramente a Xbox One está num patamar bem diferente da PS4.

Naturalmente a Microsoft poderá vir a eliminar as restrições ao uso de núcleos, bem como optimizar o seu OS permitindo aceder a mais RAM. Mas isso seria ir contra aquilo que a Microsoft pretende, um sistema de entretenimento global caseiro e não uma consola dedicada. E esse é a nosso ver o ponto que mais prejudica a consola.

Para terminar, e sabendo da possível polémica que este comparativo poderá causar, deixo-vos aqui, inalterado, o documento enviado no início do ano pela Microsoft aos seus parceiros, e divulgado pelo site Kotaku, e que refere os 5 estados possíveis da Xbox One e que nos serviu parcialmente de base.. E como podem ver no estado mais activo (o 1º), as limitações impostas à componente consola referidas no nosso artigo, são claras.

Nota: Se queres ter uma ideia sobre as possíveis diferenças de performances entre as consolas, lê este artigo. Nota que vais ter muitas situações repetidas, dado que é um artigo que pretende oferecer a compreensão total da situação sem ser dependente deste.
Para compreenderam as partes acrescentadas, leiam este artigo (link apenas disponível dia 29/06).

1) Running: The game is loaded in memory and is fully running. The game has full access to the reserved system resources, which are six CPU cores, 90 percent of GPU processing power, and 5 GB of memory. The game is rendering full-screen and the user can interact with it.

2) Constrained: The game is loaded in memory and is still running, but it has limited access to the system resources. The game is not rendering full screen in this state; it either is rendering to a reduced area of the screen or is not visible at all. The user cannot interact with the game in this state. System resource limits in this state are four CPUs, 5 GB of memory, and 45 percent of GPU power if the game is rendering to a reduced area of the screen, or 10 percent of GPU power if the game is not visible.

3) Suspended: The game is loaded in memory but is not running, meaning that the system has stopped scheduling all threads in the game process. The game has no access to CPUs or to the GPU processing power, but it still has the same 5 GB of memory reserved.

4) NotRunning: The game is not loaded in memory and is not running, and the system has no game-history information about the previous execution of the game. A game would be in NotRunning state in any of these three scenarios:

-The game has not been run since the console started.
-The game crashed during the last execution.
-The game did not properly handle the suspend process during the last execution and was forced to exit by the system.

5) Terminated: The game is not loaded in memory and is not running, which is identical to the NotRunning state in terms of system resource usage. Terminated state, however, indicates that during the last execution of the game, the game process was successfully suspended and then terminated by the system. This means that the game had a chance to save its state as it was suspended; the next time the game is activated, it can load this previous state data and continue the user experience from the same position. A game, for example, can start from the same level and position in the player’s last session without showing any front-end menu.



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