O SSD e o sistema de I/O da Xbox série X

A Xbox série X implementa um SSD e um novo sistema de E/S de dados destinado a diminuir sobrecargas sobre o sistema que vamos analisar hoje aqui!

A eficiência no design foi uma das chaves por detrás do desenvolvimento das novas consolas de nova geração, quer da Sony, quer da Microsoft.

Hoje é altura de vermos o que foi feito na Xbox série X no sentido de aumentar as eficiencias no seu sistema de Input / Output de dados, para permitir a inserção de um SSD. Note-se que não iremos comparar os dois sistemas de forma directa, uma vez que não temos ainda todos os dados para o podermos fazer de forma correcta, pelo que cada um deverá  ler este artigo e os que se seguem sobre o mesmo assunto na PS5, e tirar as suas conclusões tendo em conta que elas serão sempre prematuras dado o desconhecimento ainda de muita coisa em ambas as consolas.

A ideia por detrás da concepção da Xbox série X foi alimentar o melhor possível o monstro de 12 Tflops que criaram. Como todos sabem, a performance gráfica não é só Teraflops, mas sim igualmente o alimentar essa potência de forma conveniente e nesse aspecto o SSD foi chave vital para a Microsoft.

Para o desenhar a Microsoft pegou nos conceitos da Radeon SSG, tentando com ele criar aquilo que se chama de memória virtual. Tal obrigava  modificações no sistema de I/O da consola. E nesse sentido foi criado um SSD capaz de um débito de 2.4 GB/s, aos qual foi associado um API e hardware proprietário que se define como revolucionário.



A ideia, tal como na Radeon SSG é o acesso a 100 GB de dados no SSD que sejam acessível de forma instantânea, numa arquitectura denominada de Velocity Engine.

Como nota, o conceito fica a nível de performance atrás do original em que se inspirou. A Radeon SSG conseguia débitos de transferência na ordem dos 4.61 GB/s.

A grande diferença entre a Radeon SSG e a Xbox é que esta acrescenta novidades, nomeadamente um bloco de descompressão que permite atingir picos que podem passar os 6 GB/s, e que a Microsoft afirma conseguir uma média sustentada de 4.8 GB/s de dados comprimidos, superando assim a Radeon SSG.

Este bloco de descompressão suporta o standard Zlibe, bem como um novo sistema de compressão mais eficiente chamado BCPack destinado à compressão/descompressão de texturas, e que se equivale à performance de 3 núcleos Zen a fazer o mesmo num sistema clássico.

storage



O SSD por sua vez liga-se ao APU através de pista PCI Express 4.0. A Microsoft nunca referiu especificamente quantas, mas pelas especificações do controlador usado, o PS5019-E19T da Phison, sabemos que ele suporta no máximo 4 pistas, pelo que esse deverá ser o valor usado.

A situação é complementada por uma nova extensão ao DirectX, o DirectStorage que substitui os protocolos normalmente usados pela Microsoft para o sistema de E/S (I/O), e que já se encontravam em vigor à cerca de 30 anos.

Este sistema na sua forma actual requereria normalmente 2 núcleos Zen 2 dedicados, mas com o DirectStorage o CPU é apenas impactado em 1/10 de um único núcleo.

Não só o CPU é poupado, mas a latência também desce, e daí que esta componente software esteja prevista para ser acrescentado ao Windows 10 para PC em breve. No global a Microsoft estima que num sistema PC normal a totalidade do sistema de I/O da Xbox série X usaria 13 núcleos Zen, dos quais 7 estariam a correr o jogo, um a executar o Windows, e 5 a descomprimir dados e a tratar do sistema de I/O.

Esta situação permite que o streaming de dados alcance um novo patamar que até agora não era possível com a simples inclusão de um SSD.



Esta é uma das situações que explicam os 16 GB de RAM. Não só o sistema pode depender mais do SSD, mas a memória foi ainda optimizada no seu uso.

Tal optimização surge com a implementação de um novo “Tier” na especificação do DirectX 12, o “Sampler Feedback”, ou “Parcialy Resident Textures”. Este novo “Tier” denominado de “Sampler Feedback Streaming” permite carregar as texturas de forma parcial para a RAM, apenas lendo e colocando na RAM as partes efectivamente usadas

Segundo a Microsoft esta situação permite uma poupança radical de RAM, e um aumento efectivo na performance de I/O que pode chegar a 2 ou 3x.



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