【11.10更新】次世代Xbox主机信息汇总,助你全面了解次世代

作者 Liffy_Island   编辑 Liffy_Island   2020-03-24 08:00:00

外观、技术,性能,创新,外设,全都在这里。

硬件性能参数与解析

      对于系统架构细节,微软已经公开了 Xbox Series X 的详细介绍。对硬件感兴趣的读者可以阅读《微软公开XSX系统架构细节,近距离探秘最强性能主机》


CPU

  • X:定制 8 核 Zen 2 架构 CPU,频率 3.8GHz(不开超线程)/3.6GHz(开启超线程)
  • S:定制 8 核 Zen 2 架构 CPU,频率 3.6GHz(不开超线程)/3.4GHz(开启超线程)

GPU

  • X:定制 RDNA 2 架构 GPU,拥有 52 个计算单元,频率 1.825GHz,单精度浮点性能 12.15 TFLOPS
  • S:定制 RDNA 2 架构 GPU,拥有 20 个计算单元,频率 1.565GHz,单精度浮点性能 4 TFLOPS

主芯片面积

  • X:360.45 mm²
  • S:197 mm²

制程工艺

  • X:台积电 7nm Enhanced
  • S:台积电 7nm Enhanced

内存

  • X:16GB GDDR6,位宽 320bit
  • S:10GB GDDR6,位宽待补充

内存带宽

  • X:10GB 为 560 GB/s(游戏使用), 6GB 为 336 GB/s(其中 2.5GB 为系统保留,其余游戏使用)
  • S:8GB 为 228 GB/s,2GB 为 56GB/s

内置空间

  • X:1TB 定制 NVMe SSD (实际可用空间 802 GB)
  • S:512GB 定制 NVMe SSD (实际可用空间 364 GB )

I/O 数据吞吐量

  • X:2.4 GB/s(原生), 4.8 GB/s(压缩速率)
  • S:2.4 GB/s(原生), 4.8 GB/s(压缩速率)

可拓展空间

  • X:希捷 1TB 扩展卡(性能与内置 SSD 相同)
  • S:希捷 1TB 扩展卡(性能与内置 SSD 相同)

外部存储器

  • X:支持 USB 3.1,可接外部存储设备
  • S:支持 USB 3.1,可接外部存储设备

光驱

  • X:4K UHD 蓝光光驱
  • S:无光驱

性能目标

  • X:2160p(4K)+60 帧,最大 120 帧
  • S:1440p + 60 帧,最大 120 帧

内置电源 

  • X:315W 额定功率
  • S:待补充

注:新架构下的 CPU 和 GPU 性能数字不可与老架构的数字直接比较。很简单的一个例子,1TF RDNA 架构 GPU 性能 > 1TF GCN 架构 GPU 性能。同时新架构还有更多新技术支持。因此,实际性能提升比纸面数据来得更高。


Zen 2 架构 CPU(下图蓝色部分)

  

      Zen 2 架构 CPU 已经在 PC 平台上所向披靡,优秀的表现有目共睹。Xbox Series X/S 的 Zen 2 CPU 由两个四核心模块组成,有开启超线程和不开启超线程模式,交给开发者来选择。开启超线程后 CPU 以 8 核 16 线程运行,频率为 3.6GHz/3.4GHz;不开启则以 8 核 8 线程运行,频率提高至 3.8GHz/3.6GHz。频率为完全锁频,不会因为各种情况而变动。

      理论上,开启超线程后 CPU 能够发挥最大实力,有关闭模式的一部分原因是为了向下兼容以及保证世代过渡时,开发者对跨世代的游戏开发能够更加顺利地进行(本世代 Xbox One 系列主机 CPU 为 8 核 8 线程)。


RDNA 2 架构 GPU


      Xbox Series X 的 GPU 拥有 3328 个着色器,对应 52 个计算单元,频率为 1825MHz(1.825GHz)。

      Xbox Series S 的 GPU 拥有 1280 个着色器,对应 20 个计算单元,频率为 1565MHz(1.565GHz)。

      和 CPU 一样,GPU 频率为完全锁死,不会变动。

      RDNA 2 架构带来相比 RDNA 一代 50% 的每瓦性能提升,同时支持最新的 DirectX12 Ultimate 图形接口标准,包括硬件加速光线追踪、可变速率着色、取样反馈、网格着色等次世代图形技术。


专用音频处理单元

      该音频处理单元包含两个 4 路浮点 SIMD 数字信号处理器(DSP)和 4 个浮点引擎,可提供可编程、高性能、高吞吐量的音频处理需求。单精度算力比 Xbox One X 的整个 8 核 CPU 还要强。

 


DirectX12 Ultimate 图形接口标准

      抹去主机和 PC 平台之间的图形接口差异,降低跨平台游戏开发难度和工作量。Xbox Series X/S 完整支持 DX12U 的所有特性,PC 平台的英伟达 RTX 系列显卡、AMD RDNA2 架构显卡也支持该标准。此外该标准不会对现有的硬件设备造成兼容性方面的影响。



硬件加速 DXR 光线追踪(Hardware Accelerated DirectX Raytracing)

      该技术为光线、阴影、反射,以及更真实的立体空间音效提供助益。光线追踪让开发者创造出更多符合物理世界的游戏画面。该技术基于 Xbox Series X/S 内部独特定制的 GPU,由 DirectX Raytracing(DXR)接口原班人马开发,也与 DXR 接口深度融合。开发者可以为游戏带来声光两方面的沉浸体验。

      Xbox Series X 在开启光线追踪功能时单独消耗 GPU 计算单元的中的光追加速模块资源,提供最大 379.4 G/sec ray-box,以及 95 G/sec ray-tri 性能 。Xbox Series S 的光追性能还有待公开。



可变速率着色(Variable Rate Shading,简称 VRS)

      通过对屏幕画面划分重要性而进行分级渲染,在玩家无法察觉到画面质量变化的同时,提高 GPU 效率,降低开发者工作量。



网格着色(Mesh Shading)

      网格着色技术提高了几何处理的可编程性,并支持智能剔除等功能,大大提升了渲染效率,予力开发者在运算大量复杂物体的场景中,极大程度地提高帧数和画面质量。举个例子,网格着色技术让玩家能在不掉帧的情况下,体验非常精细的小行星带或者花海这种复杂物体的场景。



DirectML 机器学习

      DirectX 图形接口的一个组件。Xbox Series X 支持游戏通过 DirectML 使用机器学习技术。通过主机高达 24TFLOPS 的半精度浮点性能(12T 为单精度浮点性能)以及超过 97 TOPS 的 4 位整数性能为机器学习提供动力。

      具体在游戏里表现为大规模场景下的提升,比如 NPC 更加聪明,更加鲜活生动的人物动作,还有类似英伟达大名鼎鼎的 DLSS 的画面拉伸效果。



Xbox 高速架构(Xbox Velocity Architecture)

      Xbox 高速架构旨在解锁主机的全新能力。它是 Xbox 硬件工程团队眼中 Xbox Series X 真正的革命性所在,让整个主机软硬件系统效率得到大幅提升。它包括四个组件:定制 NVMe 固态硬盘、专门的硬件解压模块、直通存储 API、以及取样反馈串流。

      关于 Xbox 高速架构的详情,感兴趣的读者可以阅读文章《次世代Xbox主机的灵魂,官方详解Xbox高速架构》



定制 NVMe 固态硬盘(Custom NVMe SSD)

      Xbox Series X 的定制固态硬盘速度为 2.4GB/s,外面有额外的散热板包裹保证性能稳定性。由于“Xbox 高速架构”的设计,使其不像传统 PC 硬盘的工作方式,而是扮演一种类似内存的角色。数据与 CPU 和 GPU 直通,让开发者能迅速定位游戏文件。额外售卖的扩展 SSD 也具有相同效果和性能。



硬件加速解压(Hardware-Accelerate Decompression)

      硬件解压是“Xbox 高速架构”的一部分,让游戏消除传统 CPU 与实时解压有关的性能负载,转而尽可能少地使用固态硬盘的资源。该技术节约了约三颗 Zen 2 架构 CPU 核心的性能 ,让游戏拥有更好的帧数和游戏体验。



直通存储(DirectStorage)

  直通存储是全新的 I/O(Input/Output,输入输出)接口,专为游戏打造,是“Xbox 高速架构”的一部分。该系统能完全释放固态硬盘和硬件解压的性能。如今的游戏会在玩家操作角色移动时实时加载游戏内容,直通存储能减少 CPU 的负荷,让原本需要两个 CPU 核心的资源如今仅通过一个核心的十分之一性能即可完成任务。由此释放出可观的 CPU 性能,让它去计算更好的物理效果和更多的 NPC 数量。

  微软已经联合英伟达等行业大厂将该技术带到 Windows 平台。具体内容可阅读《微软下放XSX直通存储技术,助PC突破IO性能瓶颈》。



取样反馈流(Sampler Feedback Streaming,简称 SFS)

      它是“Xbox 高速架构”中的一个组件,也是 RDNA 2 架构中的一个特性。SFS 使得 Xbox Series X 能让游戏仅仅往内存里精确载入 GPU 运算场景时实际所需要的那部分文件。该技术极大提升了内存的利用率,避免无端浪费现象,为内存和固态硬盘的效率带来了两倍、三倍,甚至更多程度的提升。



平行冷却系统(Parallel Cooling Architecture)

      平行冷却系统是为了配合采用了独特的垂直设计的 Xbox Series X 而开发的创新冷却系统,包含一块巨型的真空腔均热板(液冷,非水冷)、一个定制的 13cm 巨型散热风扇、以及主机内部的框架设计。为其带来四倍于 Xbox One X 处理性能的同时,提供最安静最高效的散热方式。

      附:Xbox Series X 散热表现

      Xbox Series S 的散热系统还有待介绍。



为云游戏设计

      微软 Project xCloud 云游戏服务背后的服务器原本是基于 Xbox One S 主机进行改造设计的,如今微软与 AMD 合作开发了 EEC 内存错误纠正技术,将服务器替换成 Xbox Series X 的型号。如今一台 Series X 云服务器能提供原本四台 Xbox One S 服务器的能力。


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