Xbox One possui características de Dual GPU

Há uma novidade sobre o hardware Xbox One… e é de peso!

Por motivos que deverão ser já do conhecimento dos utilizadores mais habituais desta página, nesta altura não era meu interesse estar a escrever artigos sobre fosse o que fosse para a PCManias, mas dado que tal me foi insistentemente solicitado, vou escrever sobre aquilo que sei.

Nesta fase é um pouco prematuro falar sobre o assunto. Estou mal informado pois venho de férias, e acima de tudo sem vontade de andar em pesquisas, pelo que a informação de baixo pode estar errónea ou incompleta não me sentindo verdadeiramente capacitado para desenvolver o assunto. Mas dada as insistentes solicitações nos comentários, vou avançar com um pequeno artigo mesmo assim expondo o que até ao momento, bem ou mal, averiguei.

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Há boas notícias para a Xbox One.



Se recordam os nossos artigos comparativos sobre o hardware PS4 e Xbox One, uma das coisas mais elogiadas na PS4 foi a sua optimização ao GPGPU (a capacidade de processamento genérico do GPU). A consola não só é mais potente (1,84 Tflops contra 1,31 Tflops na Xbox One), como possuía ainda optimizações diversas que lhe permitiam melhorar a eficiência dos seus pipelines, e assim, mais facilmente atingir valores perto dessa potência máxima teórica.

Já quanto à Xbox One, pouca ou nenhuma optimização se conhecia para este tipo de processamento genérico. E desta forma era previsível que a PS4 descolasse das performances da Xbox One assim que as optimizações fossem usadas ao máximo.

Ora se muitos se recordam, na altura um certo indivíduo chamado de MisterXmedia referiu que a Xbox One possuía dois GPUs, o que como sabemos não corresponde à verdade. Ora ou essa pessoa disparou para todos os lados e andou lá perto, ou efectivamente sabia algo… só não sabia o que sabia. E como tal… falhou!

É que efectivamente a Xbox One possui algo que pode ser comparável a dois GPUs, mas sem que na realidade sejam dois GPUs. E vamos tentar explicar de seguida.

Quando uma placa gráfica trabalha ela efectua cálculos. No entanto a sua potência máxima, definida pela potência máxima teórica, nunca é atingida. Quando se refere que a potência, por exemplo, da Xbox One é e 1,31 Tflops, isso quer dizer que a consola executa 1000*1000*1000*1000*1,31 operações de virgula flutuante por segundo.

E esta é e será sempre a sua potência máxima. Dê por onde der, não é possível passarmos acima deste valor. Este é um dado fornecido pelo fabricante e tem a ver com a capacidade de cálculo máximo das ALUs (unidades de lógica aritmética) existentes na placa gráfica e presentes nos pipelines gráficos.

Ora o número de ALUs, pipelines e respectivas potências máximas das duas consolas são conhecidas.  Mas como referido, elas são máximas teóricas! Na realidade, apenas num caso de optimização extrema e quase irrealista, seria possível atingir-se esses valores exactos. E isto aplica-se a qualquer gráfica actual.

Como já foi referido, o que era conhecido eram optimizações apenas na PS4 que garantiam uma maior aproximação ao seu valor máximo. Mas agora eis que é dado a conhecer uma outra existente na Xbox One, e que até hoje era desconhecida.

De momento não é possível falar-se muito sobre a eficiência e vantagens efectivas desta optimização face às soluções da Sony, mas sinceramente prevejo que a mesma seja superior às aplicadas na sua PS4. O engraçado é que este segredo, esteve sempre à vista de todos, mas nunca poderia ser percebido sem a devida explicação. A imagem de baixo demonstra a situação.

xbox one

Numa placa gráfica existe um Processador de comandos principal (com uma componente gráfica e outra genérica), que naturalmente a PS4 também os possui!

Na PS4 sabemos que a cadeia de comandos foi melhorada com o acréscimo de mais 6 ACEs que permitem receber até 64 comandos em simultâneo. Mas na Xbox One desconhecia-se qualquer alteração de monta.

Mas eis que a imagem de cima revela a optimização em falta na consola. A Xbox One conta com dois Processadores de comandos!

Em que consiste esta diferença?

Apesar de o objectivo ser o mesmo, a optimização do rendimento, basicamente na solução da Microsoft podemos comparar o que ali temos a dois GPUs distintos, cada um usando 6 dos 12 pipelines da placa gráfica (isto é, metade da performance da gráfica). A vantagem é que enquanto um calcula uma componente gráfica e/ou genérica, ao mesmo tempo o outro pode calcular outra componente gráfica e/ou genérica em simultâneo. Isto é uma espécie de Hyperthread aplicado à placa gráfica.



Ou seja, com dois GPUs podemos fazer multitasking ou processamento paralelo, algo que com apenas um não é possível.  E esta situação é inédita num silicone de GPU único, sendo ao que se sabe, exclusiva desta consola (deverá aparecer em 2015 nos processadores Carrizo da AMD).

No entanto há diferenças para um duplo GPU real. Pelo que se conhece actualmente, e de acordo com o gráfico de cima apresentado pelos autores desta revelação (os Engenheiros que conceberam a consola),  a situação não acrescenta processamento à Xbox One, mantendo-se este nos 1,31 Tflops. Mas oferece-lhe uma versatilidade fantástica com um aproveitamento do GPU garantidamente superior ao da PS4.



É no entanto importante referir-se que ao contrário de um duplo GPU onde a capacidade de ambas as placas se somaria, aqui não temos esse caso. Aqui os 1,31 Tflops são o valor total da consola e necessitam de ser divididos pelas duas linhas de comando. Ou seja, usar apenas um ou dois processadores não altera a capacidade da gráfica, apenas a sua capacidade de cálculo simultâneo, rendimento e capacidade de processamento paralelo.

Isso quer dizer que no caso de usarmos este tipo de processamento, a equivalência com duas placas gráficas terá de ser feita a duas placas com 657 Gflops cada uma (2*856Mhz*364 pipelines).

Reforça-se esta ideia com a imagem oficial da Microsoft que revela esta novidade e onde se vê que os duplos processadores de comandos desembocam num resultado final de 1.31 Tflops. Daí que as teorias que já circulam da duplicação da performance para os 2.62 Tflops não tenham, como nunca tiveram, qualquer fundamento. A Microsoft nunca esconderia um trunfo desses, e seria certamente bem mais fácil vender consolas dando a conhecer essa realidade do que fazendo promoções onde vendia as consolas absorvendo prejuízos.

nucleo-gráfico-xboxone

As vantagens desta técnica são no entanto claras:

Basicamente se na PS4 o processamento é sequencial e em caso de relacionamento entre ambos, um necessita de esperar pelo outro, na Xbox One o processamento pode ocorrer em paralelo. Esta situação coloca na Xbox One uma teórica eficiência de 100%. Já na PS4, a eficiência nunca atingirá esse valor e possui perdas. Ou seja, com esta situação parece-me que, salvo programação muito optimizada e específica, a Xbox One quase garantidamente atingirá mais facilmente os seus 1,31 Tflops, do que a PS4, mesmo com as melhorias aplicadas, atingirá os 1,84 Tflops. Qual a eficiência efectiva e valor final da PS4 comparativamente à Xbox One, dependerá muito da qualidade e tipo de programação, sendo variável de caso para caso.

De forma resumida, o que podemos concluir daqui é que as optimizações ao GPGPU que se julgavam ser o grande trunfo da PS4,  e que se pensava pudesse aumentar o fosso entre consolas, na realidade não serão o que se esperava. E é mesmo possível que as consolas se mantenham com as diferenças actuais para a duração de toda a geração, ou em casos específicos, até o reduzam.

Há no entanto outras vantagens deste tipo de arquitectura que neste momento ainda não sei precisar com detalhe (naturalmente gosto de perceber a lógica das coisas e não apenas aceitar as mesmas de forma a distinguir o falso do real). Mas de acordo com o lido em alguns sítios, apesar de ainda não ter percebido o porquê, este tipo de processamento paralelo poderá permitir descer a utilização do CPU, um componente no qual a Xbox One já possui vantagem. Seja como for, fica apenas a nota pois sobre esse assunto ainda tenho poucos dados concretos que comprovem a situação.

No global, isto é o que sei. Não posso garantir que a informação esteja completa, mas pelo menos parece-me lógica. Mas como disse, não estudei a coisa a fundo, e nesta fase, com muita pena minha, pois acho a situação muito importante, não o irei fazer. Ficarei assim à espera que algum website de relevo pegue na situação para eventualmente a relatar.

O importante a reter aqui é que a arquitectura Xbox afinal é bem melhor do que o que se julgava. E a consola está tão preparada para os anos que se avizinham como a PS4. Resumidamente, A XBOX ESTÁ PARA FICAR!

Nota de última hora: Foi chamado a atenção no Beyond 3D para o facto de as revelações iniciais da PS4 parecerem implementar algo semelhante (não necessariamente idêntico). A situação não é confirmada, mas fica a nota (na foto revelada em 2013 vemos 2 compute Rings distintos)!

Nota: Foi confirmado. A PS4 possui igualmente duplo processador de comandos mas apenas na componente gráfica. Na componente de computação a solução da Sony é distinta, igualmente eficaz, mas mais standard.



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