نگاهی کامل به مشخصات فنی ایکس باکس سری ایکس

پس از ماه‌ها شایعات و افشاگری‌های گوناگون درباره مشخصات فنی کنسول نسل نهم مایکروسافت، ایکس باکس سری ایکس، بالاخره زمان معرفی رسمی سخت‌افزار و امکانات آن فرا رسیده است.اطلاعات زیادی درباره این کنسول موجود است، اما اکنون سعی داریم با اشاره کردن به برخی نکات اصلی (که درباره آن‌ها در ادامه بیشتر توضیح می‌دهیم)، خلاصه‌ای از آن چیزی که باید از این کنسول انتظار داشته باشیم را در اختیار شما قرار دهیم:

• Xbox Series X در عمل، دو برابر از Xbox One X قوی‌تر است.
• سخت‌افزار بهینه‌شده برای رهگیری پرتو (Ray Tracing) تاثیر به‌سزایی در جلوه‌های بصری بازی‌ها خواهد داشت.
• طرز استفاده این کنسول از حافظه رم و حافظه SSD به همراه قابلیت Quick Resume، تغییر قابل توجهی ایجاد می‌کند.
• مایکروسافت سعی دارد با این کنسول به مشکلاتی همچون Input Lag و Screen Tearing غلبه کند.
• ایکس باکس سری ایکس قابلیت‌های سازگاری بسیاری دارد که از جمله آن‌ها، حالت HDR برای بازی‌های قدیمی است.

برای شروع، باید بدانیم که مایکروسافت سه نکته اصلی را هنگام طراحی این کنسول مد نظر داشته است: قدرت، سرعت و سازگاری. مایکروسافت بدون شک از این سه مورد به عنوان ستون‌های اصلی این کنسول هنگام طراحی آن استفاده کرده است.

ایکس باکس سری ایکس چقدر قدرتمند است؟

هنگام صحبت از قدرت این کنسول، همه چیز از چیپ پروژه اسکارلت (Project Scarlett SoC) شروع می‌شود. پردازه این کنسول بر اساس پردازه‌های هفت نانومتری TSMC ساخته شده است که بهبودهای مهمی نیز یافته است اما همچنان از لیتوگرافی ماوراء بنفش (EUV) و ساختار 7nm+ تفاوت‌های عمده‌ای دارد. چیپست به کار رفته در این کنسول مساحت ۳۶۰ میلی‌متر مربع را اشغال می‌کند که از آن چیزی که انتظار می‌رفت، کوچک‌تر است. این چیپست یک پردازنده اختصاصی AMD Zen 2 را به یک پردازنده گرافیکی با قدرت ۱۲.۱۵۵ ترافلاپس مرتبط می‌کند.

همانطور که انتظار می‌رفت، پردازنده سری ایکس دارای هشت هسته و ۱۶ رشته است که توسط دو واحد چهار هسته‌ای تشکیل می‌شود. یکی از هسته‌ها (به همراه دو رشته) برای اجرای سیستم‌عامل و رابط کاربری مورد استفاده قرار می‌گیرد. به گفته مایکروسافت، با این پردازنده باید شاهد عملکرد چهار برابر بهتر از Xbox One X در عملیات تک‌هسته‌ای و چندهسته‌ای باشیم. سرعت این پردازنده نیز از نکات لازم به ذکر است. پردازنده سری ایکس قادر است با فرکانس ۳.۸ گیگاهرتز (در تمام هسته‌ها) در صورت غیرفعال بودن SMT یا Hyper-Threading (انجام چند پردازش به صورت همزمان) عمل کند. در صورتی که توسعه‌دهندگان نیاز به استفاده از قابلیت‌های Hyper-Threading‌ داشته باشند، فرکانس پردازنده به ۳.۶ گیگاهرتز کاهش میابد. نکته‌ای که مایکروسافت چند بار به آن اشاره کرد این است که پردازنده ایکس باکس سری ایکس تنها در یکی از این دو فرکانس عمل می‌کند و با توجه به شرایط گرمایی و حجم پردازش اطلاعات، سرعتش تغییر نمی‌کند.

در تست‌های انجام شده توسط رایانه‌های شخصی، فعال‌سازی SMT می‌تواند باعث افزایش ۳۰ درصدی عملکرد شود (این آمار برای هر نرم‌افزار متفاوت است). هرچند مایکروسافت انتظار دارد که توسعه‌دهندگان، حداقل برای عناوین هنگام عرضه، SMT را غیرفعال کنند. در گزارشی از سوی اندرو گوسن (Andrew Goossen)، یکی از اعضای فنی مایکروسافت، آمده است: «از دید یک توسعه‌دهنده بازی، ما انتظار داریم که خیلی از توسعه‌دهندگان از نهایت سرعت هشت هسته استفاده کنند. زیرا که اجرای اکثر بازی‌های کنونی نهایتا نیاز به توزیع پردازش در هفت هسته و هفت رشته است. ولی حتی اگر بخواهند که از ۱۴ رشته استفاده کنند، ایکس باکس سری ایکس این امکان را به آن‌ها می‌دهد. هرچند برای استفاده از ۱۴ رشته باید ابزار توزیع حجم کاری را داشته باشند که بتواند این کار را به صورت بهینه انجام دهد. پس ما انتظار داریم که درصد زیادی از توسعه‌دهندگان، از قابلیت SMT صرف نظر کنند و از فرکانس بیشتر پردازنده بهره ببرند.»

تغییرات و شخصی‌سازی‌های بسیار در هسته‌های این پردازنده انجام شده است. به خصوص تغییراتی که باعث بهبود امنیت، قدرت و عملکرد می‌شود. همچنین با توجه به استفاده ۷۶ مگابایتی از SRAM در کل چیپست (SoC)، منطقی است که انتظار داشته باشیم حافظه عظیم کش L3  که در پردازنده‌های Zen 2 پیدا می‌شود، کمی کاهش یابد. لازم به ذکر است که دقیقا همین نوع پردازنده و چیپست در سرورهای ابری (xCloud) برای بازی‌هایی که تحت فضای ابری اجرا می‌شوند به کار خواهد رفت و این پردازنده جایگزین نسخه Xbox One S کنونی می‌شود. به همین علت، AMD قابلیت تصحیح خطای EEC (EEC Error Correction) را در حافظه GDDR6 این کنسول آورده است که گفته می‌شود تاثیری در عملکرد این حافظه نخواهد داشت. البته چیزی به عنوان حافظه GDDR6 با پشتیبانی از تصحیح خطای EEC وجود ندارد و در این مورد مایکروسافت و AMD روش منحصر به فرد خود را پیاده‌سازی کرده‌اند.

به لطف امکانات مجازی‌سازی (Virtualisation) که در سخت‌افزار این کنسول تعبیه شده است، امکان اجرای همزمان چهار بازی Xbox One S در کنسول Xbox Series X وجود دارد و این یکی از قابلیت‌های مهم این کنسول است. علاوه بر این‌ها، به لطف انکودر ویدیو (Video Encoder) جدید این کنسول، سرعت پردازش و رمزگشایی ویدیوها، شش برابر سریع‌تر از انکوردهای موجود در سرورهای xCloud کنونی است.

درباره واحد پردازش گرافیکی، مایکروسافت توانسته ۱۲ ترافلاپ توان پردازشی را توسط ۳۳۲۸ Shader که به ۵۲ واحد پردازش گرافیکی (Compute Unit) اختصاص یافته‌اند، ایجاد کند. این پردازنده گرافیکی همواره با فرکانس ۱۸۲۵ مگاهرتز عمل می‌کند. بار دیگر مایکروسافت تاکید کرد که تمامی فرکانس‌های پردازنده‌های سری ایکس ثابت هستند و فارغ از شرایط محیط، تنها در یک فرکانس عمل می‌کنند. توجه داشته باشید که پردازنده گرافیکی ایکس باکس سری ایکس در واقع ۵۶ واحد پردازشی دارد اما ۴ واحد به علت افزایش نرخ تولید غیرفعال هستند.

اندرو گوسن توضیح داد: «۱۲ ترافلاپ از همان ابتدا هدف ما بود. ما می‌خواستیم حداقل دو برابر توان Xbox One X را ایجاد کنیم تا بتوانیم از رزولوشن 4K با نرخ فریم ۶۰ و ۱۲۰ پشتیبانی کنیم. پس ما از همان ابتدا سعی کردیم تا حداقل دو برابر Xbox One X ترافلاپ در Xbox Series X‌ داشته باشیم. با این که می‌دانستیم که برخی بهبودها در معماری این کنسول باعث می‌شوند تا قدرت واقعی آن، به بیش از دو برابر Xbox One X برسد، به دلایلی سعی کردیم که بتوانیم حداقل دو برابر ترافلاپ را داشته باشیم. یکی از دلایل این است که در مراحل اولیه طراحی، تاثیر بهبودهای به عمل آمده در معماری، به سختی قابل پیش‌بینی و تخمین است. پس عملی‌ترین راه برای اطمینان حاصل کردن از بهبود دو برابری عملکرد، آن بود که تمرکز خود را روی دو برابر کردن ترافلاپ بگذاریم. در نهایت توانستیم بهبود عملکرد بیش از دو برابر را به همراه بسیاری امکانات و قابلیت‌های جدید شاهد باشیم.»

جدول زیر مقایسه دقیق تمام مشخصات فنی کنسول‌های Xbox One با Xbox Series X‌ است:

طی ماه‌های گذشته نشان داده شد که معماری RDNA کمپانی AMD باعث افزایش عملکرد پردازنده‌های گرافیکی می‌شود. ایکس باکس سری ایکس با استفاده از این معماری و ۵۶ درصد ارتقا در فرکانس پردازنده‌ها نسبت به ایکس باکس وان ایکس، عملکرد فوق‌العاده‌ای را نشان خواهد داد. البته متغیرهای دیگری نیز باید در نظر گرفته شوند. یکی از آن‌ها نرخ Shading متغیر است که باعث افزایش یا کاهش دقت رندرینگ بر اساس میزان پدیداری اجسام در بازی می‌شود.

با این حال، پورت‌های ساده‌ای که برای ایکس باکس سری ایکس آماده شده‌اند، عملکرد فوق‌العاده را به همراه داشته‌اند. مایک رینر (Mike Rayner) و کالین پنتی (Colin Penty) از استودیوی The Coalition، نسخه پورت شده بازی Gears 5 را به نمایش گذاشتند. به گفته آن‌ها بهینه‌سازی این بازی برای Xbox Series X تنها دو هفته زمان برده است. توسعه‌دهندگان با Epic Games همکاری کردند که بتوانند از توان Unreal Engine 4 روی Xbox Series X استفاده کنند. آن‌ها تمامی تنظیمات گرافیکی را ارتقا دادند تا با حالت Ultra در رایانه‌های شخصی برابری کند و برخی از ویژگی‌های گرافیکی را بهبود دادند. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به Contact Shadows و Ray Traced Screen-Space Global Illumination اشاره کرد. این ویژگی‌ها حتی برای نسخه رایانه‌های شخصی این بازی موجود نیستند. همچنین کات‌سین‌های بازی Gears 5 که در Xbox One X با نرخ ۳۰ فریم قفل شده بودند، در Xbox Series X به راحتی با نرخ ۶۰ فریم اجرا می‌شدند. در ادامه جزئیات بیشتری از عملکرد بازی‌ها ارائه می‌دهیم، اما برای فعلا در نظر داشته باشید که عملکرد پردازنده گرافیکی Xbox Series X، بسیار نزدیک به عملکرد کارت گرافیک RTX 2080 است.

مایک رینر در صحبت‌هایش گفت: «متناسب به موقعیتی که در آن هستیم و با توجه به تجربه ما با این بازی، درباره اینکه عملکرد دستگاه چگونه است، بسیار مثبت هستیم. مخصوصا وقتی متوجه می‌شویم که مقداری از توانایی کنسول مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بازی Gears 5 در آینده برای ایکس باکس سری ایکس بیشتر بهینه می‌شود و در لحظه  انتشار کنسول، برای آن آماده خواهد بود. این بازی از Smart Delivery نیز پشتیبانی می‌کند. به این معنی که اگر این بازی را قبل‌تر (برای هر پلتفرمی) خریداری کرده‌اید، می‌توانید به صورت رایگان آن را روی ایکس باکس سری ایکس تجربه کنید.»

نتایج برای بازی‌ای که هنوز به تمام توانایی کنسول نسل بعد دست پیدا نکرده است، بسیار هیجان‌انگیز هستند. در حال حاضر نمی‌توان گفت که هنگام عرضه کنسول چه تغییراتی را ممکن است در بازی مشاهده کنیم. زیرا که با وجود اینکه شباهت‌های بین دستگاه‌های نسل آینده و این نسل وجود دارد، سخت‌افزار و API جدید باعث می‌شود کارها به نحوه بسیار متفاوتی برای پردازنده گرافیکی بهینه شوند. یادگیری ماشینی نیز یکی از چیزهایی است که از گذشته صحبت‌ها پیرامون آن زیاد بوده است. به خصوص با معماری تیورینگ (Turing) و تکنولوژی DLSS کمپانی Nvidia. معماری RDNA 2 که در ایکس باکس سری ایکس به کار رفته است، هیچگونه هسته تنسور (Tensor Core) که با معماری Nvidia برابری کند ندارد، اما مایکروسافت و AMD با پیاده‌سازی شیوه خودشان به کمک هسته‌های شیدر (Shader Cores) توانستند به امکاناتی معادل با Nvidia‌ دست پیدا کنند.

یکی دیگر از قابلیت‌های مورد انتظار دیگر شیدرهای شبکه‌ای (Mesh Shaders) هستند که همانند معماری Turing کمپانی Nvidia، در معماری RDNA 2 نیز وجود دارند. این شیدرها باعث بهبود فوق‌العاده‌ی جزئیات هندسی در بازی می‌شود.

گوسن در صحبت‌هایش درباره این موضوع گفت: «از آنجایی که پردازنده‌های گرافیکی گسترش یافتند و توانایی پردازش آن‌ها بهتر شد، پردازش‌های هندسی مورد استفاده بیشتری قرار گرفتند. شیدرهای شبکه‌ای این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهند که بدون فدا کردن نرخ فریم، جزئیات و انیمیشن اجسام را بهبود بخشند و صحنه‌های پیچیده را راحت‌تر رندر کنند.»

اطلاعات بسیار دیگری درباره پردازنده گرافیکی ایکس باکس سری ایکس موجود است. برای مثال این پردازنده اجازه می‌دهد که یک پردازش بین شیدرهای مختلف به اشتراک گذاشته شود، بدون آن که پردازنده مرکزی دخالتی کند. البته بزرگ‌ترین نوآوری موجود در این پردازنده، رهگیری پرتو (Ray Tracing) است که البته در ایکس باکس سری ایکس سخت‌افزار مناسب آن تعبیه شده است. این اتفاق هیجان‌انگیز را قبلا توسط تکنولوژی DXR و بازی‌های تحت Vulkan که از کارت گرافیک‌های RTX استفاده می‌کردند، مشاهده کردیم و جالب است بدانید که اجرای رهگیری پرتو توسط کنسول‌ها، جاه‌طلبانه‌تر از آن چیزی که فکرش را می‌کنید است.

تاثیر رهگیری پرتو (Ray Tracing)

معماری RDNA 2 کاملا از استاندارد DXR Tier 1.1 پشتیبانی می‌کند و مشابه هسته‌های RT معماری Turing است، باعث شتاب‌دهی به ایجاد ساختارهای BVH که مورد نیاز رهگیری دقیق پرتو در دنیای بازی است، می‌شود. به طور خلاصه، پرتوها هنگام برخورد با اجسام بازی برگشت داده می‌شوند و به کمک این هسته‌ها سرعت ایجاد مسیر نور بیشتر می‌شود.

به گفته اندرو گوسن: «بدون شتاب‌دهنده سخت‌افزاری هم می‌توانستیم این کار را توسط شیدرها انجام دهیم، اما آن زمان 12 ترافلاپس به تنهایی، صرف این موضوع می‌شد. برای ایکس باکس سری ایکس، این پردازش به واحد مخصوص خود سپرده می‌شود و شیدرها می‌توانند موازی آن واحد، به راحتی به پردازش خود ادامه دهند. مثل این است که ایکس باکس سری ایکس ۲۵ ترافلاپس را همراه با رهگیری پرتو داشته باشد.»

البته انجام شدن این دو پردازش به معنی ثابت ماندن عملکرد نیست. رهگیری پرتو همواره با کاهش عملکرد همراه است و این در کنسول‌ها هم صدق می‌کند. می‌توانیم انتظار داشته باشیم تا توسعه‌دهندگان زمان بیشتری صرف بهینه‌سازی رهگیری پرتو برای بازی‌هایشان بگذارند. خبر خوب این است که مایکروسافت به توسعه‌دهندگان اجازه دسترسی سطح پایین به شتاب‌دهنده سخت‌افزاری رهگیری پرتو می‌دهد.

گوسن ادامه داد: «ایکس باکس سری ایکس انعطاف‌پذیری و قدرت بیشتری از رایانه‌های شخصی استاندارد به توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهد. ما همچنین از برنامه‌نویسی Metal شامل دسترسی آفلاین به ساختارهای BVH و بهینه‌سازی آن پشتیبانی می‌کنیم. با این‌ها، انتظار داریم توسعه‌دهندگان با نوآوری، از رهگیری پرتو برای ارتقای جلوه‌های بصری بازی‌هایشان استفاده کنند.»

مایکروسافت با نمایش نسخه دموی بازی Minecraft که از فناوری DXR بهره می‌برد، بخشی از توانایی‌های رهگیری پرتو این کنسول را شرح داد. این بازی بر اساس بازی Minecraft RTX ساخته شده است که سال گذشته در Gamescom آن را مشاهده کردیم. بخش عجیب ماجرا این است که بازی Minecraft RTX برای کارت گرافیک‌های Nvidia بهینه شده است و اکنون روی کارت گرافیکی اجرا می‌شود که از رهگیری پرتو AMD پشتیبانی می‌کند. نکته جالب توجه در دموی نمایش داده شده، رهگیری تمام مسیر پرتو (غیر از آسمان و ماه) بود. هیچ یک از بازتاب‌ها، صرفا یک عکس نبودند و مسیر نور توسط پردازنده دائما رهگیری می‌شد. این یعنی تمام نورهای درون بازی، رفتار طبیعی و واقع‌گرایانه دارند و رهگیری پرتو در تمام دنیای بازی گنجانده شده است.

مایک رینر، کارگردان فنی بازی Gears 5 در صحبت‌هایش گفت: «ما برای DXR و سخت‌افزاری که از رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کند بسیار هیجان‌زده هستیم. ما در پورت بازی Gears 5 برای سری ایکس، توانستیم از این فناوری بهره ببریم. در نسخه سری ایکس این بازی، سایه‌ها تماما به وسیله رهگیری پرتو ایجاد می‌شوند و همچنین از الگوریتم‌های Global Illumination در صحنه‌های آن استفاده کردیم. برای ما جالب است که ببینیم سخت‌افزار رهگیری پرتو چگونه برای اینچنین تکنیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و چگونه از هسته‌های DXR می‌توان استفاده کرد. به نظر من در آینده شاهد رندرینگ هیبرید خواهیم بود. به طوری که تکنیک‌های سنتی رندرینگ در کنار DXR (برای سایه‌ها، بازتاب‌ها و Global Illumination) مورد استفاده واقع می‌شوند تا بهترین جلوه‌ها بصری را ارائه دهند.»

طراحی پربازده

یکی از نکات اصلی درباره طراحی ایکس باکس سری ایکس، طراحی پربازده آن است. با تمام قابلیت‌های پردازنده گرافیکی و توان پردازشی ۱۲ ترافلاپی آن، حدس می‌زدیم پردازنده نسبتا بزرگی در آن به کار رود یا به طور خلاصه، کنسول گران‌قیمت باشد. هرچند مساحت چیپست (SoC) به کار رفته تنها ۳۶۰ میلی‌متر مربع است. به این معنی که از تخمین ما درباره اندازه پردازنده، بسیار کوچک‌تر است. سری ایکس با ۱۵.۳ میلیارد ترانزیستور، تنها به دو برابر چگالی ترانزیستور در پردازه ۱۶ نانومتری ایکس باکس وان ایکس می‌رسد، هرچند که به قدرت پردازشی بیش از دو برابر دست پیدا می‌کند.

هرچند برای دستیابی به این قدرت، مایکروسافت ایده‌های خلاقانه‌ای را اجرا کرده است. توان پردازش گرافیکی، تنها با ترافلاپس اندازه‌گیری نمی‌شود و باید پهنای باند مورد نیاز آن حجم از پردازش نیز در دسترس باشد که این به تنهایی چالش بزرگی برای کنسول است. راه حل مایکروسافت برای این چالش، ده ماژول GDDR6 با سرعت 14 گیگابایت بر ثانیه و رابط ۳۲۰ بیتی است. این ده ماژول از شش حافظه دو گیگابایتی و چهار حافظه یک گیگابایتی تشکیل شده که در مجموع ۱۶ گیگابایت حافظه GDDR6 را تشکیل می‌دهند.

گوسن در توضیحاتش گفت: «حافظه ایکس باکس سری ایکس نامتقارن است و چیزی نیست که بتوان در رایانه‌های شخصی به آن دست پیدا کرد. ۱۰ گیگابایت از حافظه فیزیکی با سرعت ۵۶۰ گیگابایت بر ثانیه، متناسب حافظه پردازنده گرافیکی است. شش گیگابایت دیگر با سرعت ۳۳۶ گیگابایت بر ثانیه کار می‌کند که متناسب حافظه استاندارد کنسول است. البته عملکرد هر دوی این حافظه‌ها برای پردازش صدا و انتقال فایل‌ها یکسان است. تنها چیزی که از تفاوت سرعت این حافظه‌ها بهره‌مند می‌شود، پردازنده گرافیکی است.»

اگر بخواهیم نحوه اشغال شدن این حافظه را مورد بررسی قرار دهیم، باید بدانیم که بازی‌ها به تنهایی ۱۳.۵ گیگابایت از این حافظه را اشغال می‌کنند. یعنی ۱۰ گیگابایتی که در اختیار پردازنده گرافیکی است و سه و نیم گیگابایت از حافظه استاندارد صرف بازی‌ها می‌شود. دو و نیم گیگابایت باقی‌مانده، برای اجرای سیستم‌عامل و رابط کاربری مورد استفاده واقع می‌شود. به گفته گوسن: «در مشورت‌هایی که با توسعه‌دهندگان داشتیم، فهمیدیم که بازی‌ها به راحتی می‌توانند از فضایی که از حافظه استاندارد اشغال می‌کنند، برای داده‌های صوتی، پردازش‌های CPU و دیگر اطلاعات استفاده کنند. همچنین این قضیه هنگامی که حافظه پهنای باند زیادی داشته باشد، به نفع توسعه‌دهندگان است.»

مایکروسافت در ایکس باکس وان ایکس، حافظه‌ای با رابط ۳۸۴ بیت را پیاده‌سازی کرده بود، اما اکنون به علت وجود حافظه GDDR6، استفاده از رابط ۳۸۴ بیت چالش‌هایی برای آن‌ها ایجاد می‌کند. گوسن در این مورد توضیح داد: «وقتی با اعضای تیم صحبت می‌کردیم، متوجه شدیم که پیچیدگی‌های زیادی برای استفاده از رابط ۳۸۴ بیت وجود دارد. اما اکنون با حافظه سریع‌تر GDDR6، می‌توانیم از رابط ۳۲۰ بیتی استفاده کنیم و همچنان شاهد ارتقا در عملکرد آن باشیم، بدون آن که پیچیدگی‌ای برای خودمان و توسعه‌دهندگان ایجاد کنیم.»

با وجود اینکه مسائل مربوط به قدرت و توان ایکس باکس سری ایکس به خوبی رسیدگی شده‌اند، اما همه چیز درباره قدرت پردازشی نیست و قابلیت‌هایی که به همراه کنسول می‌آیند هم اهمیت دارند. در سال ۲۰۱۶، یک سال قبل از اینکه مایکروسافت ایکس باکس وان ایکس را منتشر کند، تیم ایکس باکس شروع به طراحی و ساخت سری ایکس کردند.

چرا حافظه SSD همه چیز را تغییر می‌دهد؟

در ارائه سال گذشته پروژه اسکارلت، جیسون رونالد (Jason Ronal)، توضیح داد که حافظه‌های SSD چگونه می‌توانند به عنوان حافظه‌های رم مجازی به کار روند. اکنون زمان آن رسیده است که ببینیم مایکروسافت چگونه این سیستم را در سری ایکس پیاده می‌کند.

اول از همه،‌ باید بدانیم که حافظه‌ NVMe از هر نوع دیگری از حافظه‌های SSD‌ متفاوت است. حافظه‌های NVMe چیزی شبیه کارت حافظه‌های قدیمی‌اند، البته بسیار سنگین‌تر و بزرگ‌تر. ساختار این حافظه‌ها به نحوی است که هیت‌سینک اطراف آن بتوان گرمای حاصل از توان ۳.۸ واتی آن را بگیرد. بسیاری از SSD ها در رایانه‌های شخصی، در صورت داغ شدن، عملکرد خود را از دست می‌دهند. مایکروسافت حاضر به پذیرش چنین شرایطی نیست و به لطف طراحی منحصر به فرد این حافظه، اجازه می‌دهد کنسول عملکرد قوی خود را به طور ثابت ادامه دهد.

سرعت انتقال داده این حافظه ۲.۴ گیگابایت بر ثانیه است. مایکروسافت تاکید زیادی روی استفاده از API و سخت‌افزار بهبودیافته موجود در SoC دارد و ادعا می‌کند که این ابزارها باعث ارتقای عملکرد این حافظه می‌شود. یکی دیگر از امکاناتی که مایکروسافت در سری ایکس قرار داده است، این است که بازی‌ها می‌توانند ۱۰۰ گیگابایت از حافظه را به خود اختصاص دهند و این بخش از حافظه می‌تواند سریعا در دسترس توسعه‌دهنده باشد. مایکروسافت این سیستم را Velocity Architecture می‌نامد و حافظه SSD بخشی از این سیستم است.

گوسن هنگام ارائه توضیحاتش درباره این سیستم گفت: «قطعه دوم به کار رفته در این این سیستم، یک حافظه سریع با سرعت ۶ گیگابایت بر ثانیه است. این دستگاه باعث می‌شود فشار از روی حافظه SSD و پردازنده برداشته شود تا سرعت پردازش داده‌ها هیچ‌وقت کاهش نیابد. این سخت‌افزار از کتاب‌خانه فشرده‌سازی Zlib پشتیبانی می‌کند. همچنین سیستم فشرده‌سازی دیگری به نام BCPack وجود دارد که به پردازنده گرافیکی در افزایش سرعت بارگذاری بافت‌ها (Texture) کمک می‌کند.»

اتصال‌های PCI Express 4.0 در ایکس باکس سری ایکس، به بازیکنان اجازه می‌دهد که با خریداری کارت ارتقای ظرفیت SSD، یک ترابایت دیگر به حافظه کنسول خود اضافه کنند. مایکروسافت درهمکاری با شرکت Seagate، حافظه خارجی یک ترابایتی‌ای را تولید کرده‌اند که وارد پورت PCI Express در پشت کنسول می‌شود.

قطعه دیگری که در این کنسول موجود است، یک افزونه برای DirectX است که باعث می‌شود فشار کار از روی فرایندهای تک‌هسته‌ای هنگام انتقال داده، برداشته شود. گوسن می‌گوید: «این ابزار فضای بیشتری از CPU در اختیارمان قرار می‌دهد. فشرده‌سازی فایل‌ها با سرعت متناسب با حافظه SSD، معمولا سه عدد از هسته‌های پردازنده مرکزی را اشغال می‌کردند، هنگام انتقال داده نیز دو هسته دیگر مشغول می‌شوند. پس ذخیره و انتقال فایل‌ها، به تنهای پنج هسته از پردازنده را اشغال می‌کردند.اما با این افزونه، حجم کارهای CPU هنگام انتقال داده به یک دهم حالت عادی می‌رسد.»

با وجود اینکه در نسل گذشته شاهد افزایش ۱۶ برابری در حافظه رم بودیم، این نسل صرفا ۲ برابر حافظه رم بیشتر در اختیار داریم یا اگر ایکس باکس وان ایکس را به عنوان معیار در نظر بگیریم، شاهد ارتقای ۵۰ درصدی در حافظه رم هستیم. اما مایکروسافت به افزایش مقدار حافظه تکیه نکرده است، بلکه با بهبودهایی که در معماری و سخت‌افزار حاصل شده، عملکرد کلی حافظه‌ها نیز بهتر شده‌اند.

«ما مشاهده کردیم که در بیشتر بازی‌ها، تنها درصد کمی از حافظه رم مورد استفاده قرار می‌گرفت و دائما از آن استفاده می‌شد. بیشتر رم را Texture های بازی پر می‌کردند. هرچند از آنجایی که بخشی از Texture در صحنه مورد استفاده بود، نیازی به بارگذاری کامل آن نبود. برای مثال اگر یک Texture با کیفیت 4K، حجمی حدود هشت مگابایت داشته باشد، از آنجایی که بخش کوچکی از آن در صحنه موجود است، پردازنده گرافیکی با استفاده از رم، تنها همان بخش کوچک را بارگذاری می‌کرد.»

در بازدید از ساختمان مایکروسافت، بازی Forza Motorsport 7 که به صورت 4K و ۶۰ فریم اجرا می‌شد و بازی‌ State of Decay 2، بازی Hellblade و بازی The Cave روی ایکس باکس سری ایکس اجرا شدند و امکان سوییچ کردن میان بازی‌ها نیز وجود داشت. قابلیتی که مایکروسافت آن را Quick Resume می‌نامد. هنگام سوییچ کردن بازی‌ها، حدودا شش و نیم ثانیه تاخیر وجود داشت. مایکروسافت درباره حافظه کش (Cache) مورد استفاده برای Quick Resume چیزی اعلام نکرد، اما اجرا شدن سه بازی ایکس باکس سری ایکس به صورت همزمان توسط مایکروسافت تایید شد.

چالش‌های تاخیر ورودی و پارگی تصویر

بخشی از تمرکز مایکروسافت برای سرعت بخشیدن به ایکس باکس سری ایکس، شامل کاهش تاخیر‌ها هنگام فشردن دکمه‌های کنترلر و عمل کردن آن دکمه در بازی است. مایکروسافت قبل‌تر فناوری Dynamic Latency Input را معرفی کرده بود، اما اکنون کاربردهای گسترده این فناوری را نشان می‌دهد. همه چیز ابتدا از کنترلر شروع می‌شود و تاخیر هشت میلی‌ثانیه‌ای کنترلرهای آنالوگ، به طرز چشمگیری کاهش یافته است. این به لطف رد و بدل کردن سریع‌تر و بیشتر اطلاعات است.

گوسن گفت: «ما همچنین کاهش تاخیر درون بازی را برای توسعه‌دهندگان ساده‌تر کرده‌ایم. بازی‌های ایکس باکس برای هر فریم یک نشانه دارند. هنگام دریافت ورودی کنترلر، آن نشانه با نشانه مرتبط در ورودی کنترلر هماهنگ می‌شود و پس از رندر کردن آن فریم، آن نشانه را به سیستم می‌فرستد. پس با این مکانیزم، می‌توان تاخیر درون بازی را برای هر فریم مشخص کرد.»

مایکروسافت مدعی است که سیستمی را طراحی کرده که به توسعه‌دهندگان امکان ردیابی دقیق تاخیر ورودی را در بازی می‌دهد. در نهایت، DLI به ایکس باکس سری ایکس امکان پشتیبانی از پورت HDMI 2.1 و صفحه نمایش‌های ۱۲۰ هرتز را می‌دهد. پشتیبانی از HDMI 2.0 پیش از این توسط کنسول‌های Xbox One S و Xbox One X برای صفحه نمایش‌های 4K موجود بود.قابلیت نرخ تجدید (Refresh Rate) 120 هرتز، به معنی حضور دو برابر بیشتر فریم در بازی‌ها است. این یعنی بازیکنان زمان بیشتری برای پاسخ‌گویی و واکنش در بازی‌ها خواهند داشت.

همچنین مایکروسافت نوآوری‌هایی در این کنسول به کار برده است که باعث کاهش پارگی (Screen Tearing) تصویر می‌شود. معمولا اگر نرخ فریم بازی از نرخ نوسازی صفحه نمایش کمتر باشد، شکستگی‌هایی در تصویر ایجاد می‌شود که به آن پارگی تصویر می‌گویند. فناوری‌هایی مثل Triple-Buffering برای رفع این مشکل وجود دارند که البته باعث افزایش تاخیر ورودی می‌شوند. مایکروسافت اما برای غلبه به این مشکل راه حل خود را دارد.

در کنار تمام این بهبودها لازم به ذکر است که دکمه Share جدید به کنترلر ایکس باکس سری ایکس اضافه شده است. خبر خوب دیگر این است که تکنولوژی DLI با کنترلرهای کنونی نیز سازگاری دارد و با به‌روزرسانی نرم‌افزاری می‌توان از آن بهره برد.

بازی‌های قدیمی در ایکس باکس سری چگونه عملکردی دارند؟

آخرین ستونی که مایکروسافت ایکس باکس سری ایکس را بر آن بنا کرده است، سازگاری و پشتیبانی از بازی‌های قدیمی است. مایکروسافت پیشتراعلام کرده بود که بازی‌های ایکس باکس اورجینال وایکس باکس ۳۶۰ که توسط Backwards Compatibility به ایکس باکس وان اضافه شدند، روی ایکس باکس سری ایکس نیز قابل اجرا هستند و به احتمال زیاد تمامی بازی‌های ایکس باکس وان توسط ایکس باکس سری ایکس قابل اجرا هستند. بازی‌ها نیز قرار است از تمام توان CPU و GPU ایکس باکس سری ایکس بهره ببرند، در حالی که در ایکس باکس وان ایکس، تنها ۵۰ درصد از قدرت پردازشی کنسول در اختیار بازی‌های Backwards Compatibility بود.

در ضمن تیم Backwards Compatibility ایکس باکس، تنها به قابلیت پشتیبانی از بازی‌های قدیمی بسنده نکردند و تغییراتی ایجاد کردند که به طور کلی باعث شده تصویر بازی‌ها شفاف‌تر، نرخ فریم ثابت‌تر و زمان بارگذاری سریع‌تر شود. فیل اسپنسر (Phil Spencer)  در پستی اعلام کرده بود که بازی‌های Xbox One S با رزولوشن بالاتری روی کنسول جدید اجرا خواهند شد. در جریان بازدید از مرکز مایکروسافت، آن‌ها نشان دادند که بازی Gears of War Ultimate Edition با رزولوشن 4K روی ایکس باکس سری ایکس اجرا می‌شود. این فرایند به لطف متود هویچی (Heutchy Method) امکان پذیر است و باعث می‌شود بازی‌ای که با رزولوشن 720p روی Xbox 360 اجرا می‌شد، اکنون با رزولوشن 4K با عملکرد فوق‌العاده اجرا شود. تیم Backwards Compatibility تمامی کارهای مورد نیاز را برای این اتفاق انجام می‌دهند و توسعه‌دهندگان بازی نیازی به همکاری در این فرایند ندارند.

پگی لو (Peggy Lo) سرپرست تیم Backwards Compatibility در ایکس باکس گفت: «ما همچنان در جست‌وجوی روش‌هایی برای بهبود کیفیت بازی‌های موجود در لیست هستیم. بهبود رزولوشن و نرخ فریم از اهداف اصلی ما در این زمینه است. ما می‌دانستیم که احتمالا از متود هویچی (Heutchy) استفاده خواهیم کرد و شاید در آینده آن را کمی تغییر دهیم، اما در همین حد بدانید که در حال امتحان کردن متودهای دیگر نیز هستیم. کاری که احتمالا انجام نخواهیم داد، توضیح دادن این متودها است. زیرا همچنان به دنبال پیدا کردن بهترین متود برای سری ایکس هستیم اما لازم است بدانید که روش‌هایی سراغ داریم که می‌توانیم هم‌اکنون از آن استفاده کنیم.»

در مرکز مایکروسافت، آن‌ها دو صفحه نمایش OLED ساخت LG را برای مقایسه آماده کرده بودند. یکی از آن‌ها بازی Gears Ultimate را با رزولوشن 1080p روی ایکس باکس وان ایکس اجرا می‌کرد و دیگری با رزولوشن 4K روی ایکس باکس سری ایکس. اطلاعات و آمار موجود روی صفحه نمایش نشان دهنده اجرای بازی در رزولوشن 3840x2160 بود.

دارندگان صفحه نمایش‌های HDR، از قابیتی که در ادامه توضیح می‌دهیم خوش‌حال خواهند شد. در مرکز مایکروسافت، نسخه بهبودیافته بازی Halo 5 برای ایکس باکس وان ایکس به نمایش درآمد که در حالت HDR‌ اجرا می‌شد. استودیو 343 Industries هیچگاه بازی Halo 5 را با پشتیبانی از HDR منتشر نکرد. کلاود مری (Claude Marais) نشان داد که سری ایکس چگونه با استفاده از یادگیری ماشینی، حالت HDR بازی Gears 5 را به بازی Halo 5 آورده است. کلاود مری، نقشه حرارتی دو حالت HDR و SDR را نشان داد. با استفاده از این نقشه می‌توان نقاطی که روشن‌تر شده‌اند را مشاهده کرد.

کلاود مری اعلام کرد: «از لحاظ فنی، می‌توان این قابلیت را در هر بازی‌ای به اجرا درآورد. بازی Halo 5 اکنون یک بازی چهارساله به حساب می‌آید. اما اگر به سراغ یک بازی قدیمی‌تر برویم اوضاع چطور است؟ بازی Fusion Frenzy هنگامی عرضه شد که هیچکس درباره HDR چیزی نمی‌دانست.»

بازی Fusion Frenzy که یک بازی ایکس باکس اورجینال است، با رزولوشن ۱۶ برابر استاندارد و با حالت HDR اجرا شد. این‌ها همه نشان می‌دهند که قابلیت HDR چگونه در کل سیستم ایکس باکس سری ایکس حضور دارد و می‌تواند به تمامی بازی‌های سازگار اعمال شود.

کلاود مری درباره تنظیمات دیگری که در ایکس باکس سری ایکس وجود دارد گفت: «اگر کسی نمی‌تواند متن‌ها را به خوبی ببیند یا بخواند، می‌تواند کنتراست متن‌ها را افزایش دهد. افرادی که کوررنگی دارند نیز می‌توانند با فعال‌سازی تنظیمات مربوطه، تجربه خود را از بازی‌ها بهتر کنند.»

روشن است که بازی‌های موجود در کاتالوگ ایکس باکس، بازی‌های دوست‌داشتنی‌ای هستند و قابلیت Backwards Compatibility، برای همه بازیکنان هیجان‌انگیز است. پلی لو گفت: «امیدوارم به خوبی نشان داده باشیم که همچنان درباره این موضوع انگیزه داریم. این یک پروژه بسیار شخصی برای همه ما است و قرار است در ادامه هم به بهینه‌سازی بازی‌های قدیمی برای سری ایکس پایبند باشیم.»

همانطور که قبل‌تر گفته شد، قدرت، سرعت و سازگاری ستون‌های اصلی کنسول ایکس باکس سری ایکس هستند و مایکروسافت سعی دارد تمامی قابلیت‌های سری ایکس را حول این سه محور بهینه کند. شاید هنوز از تمام جزئیات مربوط به این کنسول مطلع نباشیم، اما قطعا می‌دانیم که این کنسول عملکرد شگفت‌انگیزی دارد و با بهبودهای انجام شده روی کنترلر و سخت‌افزار، حرف‌های بسیاری برای گفتن دارد