PS4, Xbox One e WiiU em números.

Se tens dúvidas sobre o que valerão a PS4, Xbox One e WiiU, a tabela que se segue poderá ajudar-te a compreender melhor.

Durante muito tempo tenho vindo a pesquisar dados sobre as novas consolas, o que nem sempre é fácil.

No entanto, e salvo erros de dados ainda não conhecidos, eis tudo o que, por intermédio de diversas fontes que citarei na integra no fundo do artigo, se sabe sobre os CPUs, as placas gráficas e unidades dedicadas das novas consolas, numa tabela comparativa. De referir que os dados sobre a gráfica da WiiU são mais difíceis de obter e parece haver alguma maior controvérsia sobre os mesmos. No entanto fica  a nota que a haver incorrecções, as alternativas ao apresentado, apontam para um hardware pior e não para melhor.

CPUs

Dados técnicos dos CPUs Playstation 4 Xbox One Wii U
Tecnologia x86 x86 PowerPC
Nº de núcleos 8 (4+4) 8 (4+4) 3
Cache L2 4 MB (2 MB partilhados em cada conjunto de 4 núcleos) 4 MB (2 MB partilhados em cada conjunto de 4 núcleos) 3 MB (2 MB núcleo 1, 512 KB núcleo 2, 512 KB núcleo 3)
Bits 64 64 32 bits inteiros/64 bits virgula flutuante
Velocidade de relógio 1600 Mhz 1750 Mhz 1243.125 Mhz
Fabricante AMD AMD IBM

GPUs

Dados técnicos dos GPUs Playstation 4 Xbox One Wii U
Compute Units(CU) 18 CU (4 VU + 1 SU)72 unidades Vectoriais e 18 Escalares 12 CU (4 VU + 1 SU)48 unidades vectoriais e 12 escalares 4 SC (Shader Cores)64 unidades de Shader (4SC x 16)
Shader/Stream Processors(SP) 1152 SP(18CU x 64 [4VU x 16ALU]) 768 SP(12CU x 64 [4VU x 16ALU]) 320 SP(4SC x 80[5ALU x 16SU])
Unidades de Texture Mapping (TMU) 72 TMU (18CU x 4VU) 48 TMU (12CU x 4VU) 16 TMU (4SC x 4)
Raster back-ends(RB) 8 RB (Blocos de cor/profundidade) 4 RB (Blocos de cor/profundidade) 2 RB (Blocos de cor/profundidade)
Raster  operators(ROP) 32 ROP (8RB x 4/ciclo de relógio) 16 ROP (4RB x 4/ciclo de relógio) 8 ROP (2RB x 4/ciclo de relógio)
Pixel Fill rate(Velocidade de relógio GPU  x ROP) 25600 MPixels/sec(800Mhz x 32ROP) 13648 MPixels/sec(853Mhz x 16ROP) 4400 MPixels/sec(550Mhz x 8 ROP)
Texture Fill rate(GPU Clock x TMU) 57600 MTexels/sec(800Mhz x 72TMU) 40944 MTexels/sec(853Mhz x 48TMU) 8800 MTexels/sec(550Mhz x 16 TMU)
FLOPS(SP x veloc. relog Gpu  x 2op/ciclo) 1843.2 GFLOPS 1310.2 GFLOPS 352 GFLOPS
Velocidade de relógio do GPU 800 Mhz 853 Mhz 550 Mhz
Velocidade de relógio da Memória 5500 Mhz GDDR5 2133 Mhz DDR3 1600 Mhz DDR3
Largura de banda da memória(Veloc. Relog. Mem x Largura Bus/8)/1000 176 GB/seg RAM Unificada. 68 GB/seg RAM
32 MB ESRAM a 204 GB/seg (109 GB/s apenas em  escrita, 109 GB/s apenas em leitura, 204 GB/s. Dado que muitos ciclos são apenas de escrita ou de leitura a Microsoft aponta uma largura de banda real entre os 140 a 150GB/s)
12.8 GB/seg RAM +32 Mb eDRAM a 1000 GB/seg
Método de fabrico e arquitectura 28 nm, GCN + (devido às alterações efectuadas) 28 nm, GCN 40/45 nm, RV810[TS 2](anterior ao GCN)
RAM 8GB GDDR5 8GB DDR3 + 32MB ESRAM 2GB DDR3 + 32MB EDRAM
Placa gráfica PC mais semelhante Entre a AMD 7850 & 7870 AMD 7770 ATI HD 5550

Apesar de a intenção do artigo ser a apresentação da tabela comparativa de cima, há certos dados adicionais que não podem ser apresentados dessa forma, pelo que se seguem por extenso.

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As modificações do GPU:

PS4

Existem três alterações significativas à placa gráfica da PS4 e que fazem qualificar acima do GCN sem contudo ser GCN 2.0 (GCN 1.1), e que lhe fornecem características não existentes nas actuais placas no mercado:

1) A presença de um novo BUS para o GPU que permite a este ler e escrever directamente para a memória passando sobre as suas caches L1 e L2. Este Bus possui 20 GB/s.

Comparativamente:

         Largura de banda PCIe x16 v2.x – 8 GB/s

         Largura de banda PCIe x16 v3.0 – 15.75 GB/s

A Comunicação entre o GPU/GPU e a RAM é uma barreira normalmente existente na arquitectura x86, sendo que a arquitectura do GPU da PS4 foi concebida pensando nesse problema.

2) No caso de o GPU querer usar a cache nível 2 para processamento gráfico e genérico em simultâneo, uma situação que normalmente obrigaria à limpeza de caches e perda de ciclos de relógio, foram adicionados marcadores às linhas de cache denominadas de “bit volátil”, e que permite que as duas existam em simultâneo devidamente modificadas.

A Microsoft anunciou que o seu DirectX 11.2 permite igualmente fazer o mesmo que é referido neste ponto 2, mas a alteração da Microsoft encontra-se no API (software) e não no hardware, pelo que se desconhece se tal permitirá uma eficácia idêntica à da PS4.

3) A Arquitectura GCN da AMD apenas permite a aceitação de 2 comandos genéricos e 2 comandos gráficos por ciclo de relógio. O GPU da PS4 aceita 64 comandos genéricos, comparando-os e decidindo a ordem pela qual são processados, de forma a aumentar as performances e evitar que certos comando dependentes de outros fiquem a aguardar por resultados. Esta situação permite usar a placa gráfica na sua eficiência máxima.

De acordo com Mark Cerny “A nossa aproximação foi colocar uma série diversas de controlos sobre como misturar processamento genérico e gráfico , e deixar os criadores escolher quais querem usar quando chegam ao ponto de estarem a realizar muita computação assíncrona.”

Xbox One

A alteração realizada pela Microsoft ao seu GPU passou pela colocação de uma memória de 32 MB ESRAM (porque não usou uma EDORAM como na Xbox 360 e que permitiria 1000 GB/s de largura de banda, é uma incógnita). Esta memória mais do que permitir ganhos, compensa a baixa largura de banda do acesso à RAM, sendo usada para aquelas operações mais criticas. No entanto dadas as resoluções de Full HD a 4K que serão usadas, esta memória parece revelar-se muito reduzida.

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WiiU

A alteração da Nintendo foi em tudo idêntica à da Microsoft, mas optando por uma EDORAM com cerca de 1 TB/s (1000 GB/s) de largura de banda.

Este tipo de solução foi igualmente ponderada pela Sony que optou por não o usar face às vantagens da GDDR5.

As unidades dedicadas das consolas:

1)Hardware dedicado ao áudio:

Xbox One

A Xbox One implementa um dos melhores chips sonoros que alguma vez equipou uma consola. É capaz de processamento audio complexo e tri-dimensional possuindo muito pouco impacto no CPU quando em uso.

PS4

Sobre o chip de audio da PS4 pouco é conhecido, sabendo-se contudo que é uma unidade dedicada ecom reduzidos impactos no CPU. Sabe-se apenas que é capaz de lidar com a descompressão de várias pistas de MP3 em simultâneo.

WiiU

Desconhece-se o uso de qualquer unidade dedicada ao audio na WiiU (tal como acontecia com Xbox 360 e PS3).

2)Unidade dedicada para a descompressão vídeo:

PS4

A PS4 possui uma unidade dedicada à compressão/descompressão vídeo. São desconhecidos dados sobre a mesma.

Xbox One

Apesar de ser provável que esta exista igualmente, desconhece-se a existência de tal unidade.

WiiU

Corrigido a 27/98/2013

Existe muita contradição na internet sobre este assunto, mas no entanto graças a um alerta do nosso leitor Augusto, foi possível encontrar-se confirmação da existência de um processador ARM Cortex M3 a 120 Mhz que faz o processamento audio (uma unidade DSP dedicada). Este chip permite assim o cálculo de audio 5.1, bem como som posicional 3D duplo e suporte para uso de 6 canais audio sem compressão via HDMI.

3)Unidade dedicada à compressão/descompressão de dados:

Xbox One

A Xbox One possui 4 unidades dedicadas à compressão/descompressão e movimentação de dados. São chamados de Move Engine e são processadores de função fixa (não programáveis), baseados no codec LZ77 uma versão de  1977 do algoritmo  Lempel-Ziv. De acordo com a Digital Foundry estas unidades destinam-se principalmente a auxiliar o CPU com os dados do Kinect.

PS4

A PS4 possui uma unidade capaz de comprimir e descomprimir dados no formato Zlib de 1995.

WiiU

Não existe nenhuma unidade dedicada a este tipo de processamento.

4)Processador secundário para tarefas em segundo plano e segundo ecrã:

Xbox One

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Desconhece-se a existência de qualquer tipo de processador auxiliar.

PS4

Possui um processador ARM capaz de realizar downloads e actualizações em segundo plano, e que trata igualmente do processamento do remote play para a PS Vita. Esta unidade ainda ajuda o leitor de Blu-Ray ao fazer cache dos dados mais necessitados pelo HDD (acelera as transferências ajudando o jogo a se tornar pronto a jogar o mais rápido possível, e isto antes da instalação estar toda completa).

WiiU

Corrigido a 27/08/2013

Sem termos conseguido averiguar se estamos a falar do mesmo processador ARM que lida com o som e que terá função dupla, ou de uma unidade separada, o sistema operativo da WiiU é gerido por uma unidade ARM denominada “IO processor”.

Nota: Para uma melhor compreensão dos GPUs equivalentes vejam a segunda parte deste artigo. A placa gráfica da WiiU é exactamente igual à HD 5550 em todos os aspectos, com excepção no acesso à RAM onde aqui existe a eDORAM.

Fontes (e preparem-se pois são muitas dada a necessidade de se filtrar informação):

http://www.gamasutra.com/view/feature/191007/inside_the_playstation_4_with_mark_.php?page=2

http://www.vgleaks.com/orbis-gpu-compute-queues-and-pipelines/

http://www.gpureview.com

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-face-to-face-with-mark-cerny

http://techreport.com/news/24844/microsoft-reveals-next-generation-xbox-one-console

http://www.vgleaks.com/durango-gpu-2/

http://www.anandtech.com/show/6465/nintendo-wii-u-teardown

http://www.nintendolife.com/news/2013/05/shinen_wii_u_has_enough_power_for_years_to_come_gpu_is_several_generations_ahead_of_current_consoles

http://ixbtlabs.com/articles3/video/cypress-p2.html

http://www.guru3d.com/articles_pages/radeon_hd_5670_review_(crossfire_tested),2.html

http://www.bit-tech.net/hardware/graphics/2009/09/30/ati-radeon-hd-5870-architecture-analysis/

http://perspectives.mvdirona.com/2009/03/18/HeterogeneousComputingUsingGPGPUsAMDATIRV770.aspx

http://en.wikipedia.org/wiki/Radeon_HD_5000_Series#Radeon_HD_5500

http://www.eurogamer.net/articles/df-hardware-wii-u-graphics-power-finally-revealed

http://beyond3d.com/showthread.php?t=60501&page=211

http://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-xbox-one-memory-better-in-production-hardware

http://www.extremetech.com/gaming/156467-xbox-one-hardware-and-software-specs-detailed-and-analyzed

http://kotaku.com/the-xbox-ones-insides-have-changed-a-little-bit-since-992960685

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