Xbox Velocity Architecture, la tecnología de Microsoft para acelerar el SSD de la Xbox Series X

Microsoft ha detallado la tecnología que promete reducir drásticamente los tiempos de carga. Xbox Velocity Architecture combina hardware y software para lograr que los tiempos de carga en los futuros juegos de Xbox Series X desaparezcan.

Usando un SSD NVME personalizado, descompresión acelerada por hardware y un nuevo algoritmo, Xbox Velocity Architecture promete acceder de forma inmediata a 100 GB de datos, y de esta forma eliminar las zonas de carga de los juegos.

«Presentamos la arquitectura Xbox Velocity

La arquitectura Xbox Velocity fue diseñada como la solución definitiva para la transmisión de activos de juegos en la próxima generación. Esta reinvención radical del subsistema de E / S tradicional influyó directamente en todos los aspectos del diseño de Xbox Series X. Si nuestro procesador de diseño personalizado está en el corazón de la Xbox Series X, la arquitectura Xbox Velocity es el alma. A través de una profunda integración de la innovación de hardware y software, la arquitectura Xbox Velocity potenciará las experiencias de juego de próxima generación a diferencia de todo lo que haya visto antes.

La arquitectura Xbox Velocity consta de cuatro componentes principales: nuestro SSD NVME personalizado, bloques de descompresión acelerados por hardware, una nueva capa de DirectStorage API y Sampler Feedback Streaming (SFS).

SSD NVME personalizada: la base de la arquitectura Xbox Velocity es nuestra SSD NVME personalizada de 1 TB, que ofrece 2,4 GB / s de rendimiento de E / S sin procesar, más del 40 veces el rendimiento de Xbox One. Los SSD tradicionales utilizados en las PC a menudo reducen el rendimiento a medida que aumentan las térmicas o al realizar el mantenimiento de la unidad. El SSD NVME personalizado en Xbox Series X está diseñado para un rendimiento constante y sostenido en lugar del máximo rendimiento. Los desarrolladores tienen un nivel garantizado de rendimiento de E / S en todo momento y pueden diseñar y optimizar sus juegos de manera confiable eliminando las barreras y restricciones que tienen que sortear hoy en día. Este mismo nivel de rendimiento constante y sostenido también se aplica a la tarjeta de almacenamiento expandible de Seagate, lo que garantiza que tenga exactamente la misma experiencia de juego, independientemente de dónde resida el juego.

Descompresión acelerada de hardware: Los paquetes y activos del juego se comprimen para minimizar los tiempos de descarga y la cantidad de almacenamiento requerida para cada juego individual. Con soporte acelerado por hardware para el descompresor LZ estándar de la industria, así como un nuevo algoritmo patentado específicamente diseñado para datos de textura llamado BCPack, Xbox Series X ofrece lo mejor de ambos mundos para que los desarrolladores logren ahorros masivos sin pérdida de calidad o rendimiento . Como los datos de textura comprenden una parte significativa del tamaño total total de un juego, al tener un algoritmo diseñado específicamente para datos de textura además del descompresor LZ de uso general, ambos se pueden usar en paralelo para reducir el tamaño total de un paquete de juego. Suponiendo una relación de compresión de 2: 1, Xbox Series X ofrece un rendimiento efectivo de 4.8 GB / s en el título, aproximadamente 100 veces el rendimiento de E / S en las consolas de la generación actual. Para ofrecer niveles similares de rendimiento de descompresión en software, se requerirían más de 4 núcleos de CPU Zen 2.

Nueva API de DirectStorage: Las API de E / S de archivos estándar se desarrollaron hace más de 30 años y prácticamente no han cambiado, mientras que la tecnología de almacenamiento ha realizado avances significativos desde entonces. Al analizar los patrones de acceso a los datos del juego, así como los últimos avances de hardware con tecnología SSD, sabíamos que necesitábamos avanzar en el estado del arte para poner más control en manos de los desarrolladores. Agregamos una nueva API de DirectStorage a la familia DirectX, proporcionando a los desarrolladores un control de grano fino de sus operaciones de E / S, lo que les permite establecer múltiples colas de E / S, priorización y minimizar la latencia de E / S. Estas API de acceso directo y de bajo nivel aseguran que los desarrolladores podrán aprovechar al máximo el rendimiento de E / S sin formato que ofrece el hardware, lo que prácticamente elimina los tiempos de carga o los sistemas de viaje rápido que son solo eso. . . rápido.

Transmisión de comentarios de muestra (SFS): Sampler Feedback Streaming es una innovación completamente nueva construida sobre todos los otros avances de la arquitectura Xbox Velocity. Las texturas del juego están optimizadas en diferentes niveles de detalle y resolución, llamados mipmaps, y se pueden usar durante el renderizado en función de qué tan cerca o lejos esté un objeto del jugador. A medida que un objeto se acerca al jugador, la resolución de la textura debe aumentar para proporcionar los detalles nítidos y las imágenes que los jugadores esperan. Sin embargo, estos mapas MIP más grandes requieren una cantidad significativa de memoria en comparación con los MIP de menor resolución que se pueden usar si el objeto está más lejos en la escena. Hoy en día, los desarrolladores deben cargar un nivel de mip completo en la memoria, incluso en los casos en que solo puedan muestrear una porción muy pequeña de la textura general. A través de hardware especializado agregado a Xbox One X, pudimos analizar el uso de memoria de textura por la GPU y descubrimos que la GPU a menudo accede a menos de 1/3 de los datos de textura necesarios para cargarse en la memoria. Una sola escena a menudo incluye miles de texturas diferentes que resultan en una pérdida significativa de memoria efectiva y utilización de ancho de banda de E / S debido al uso ineficiente. Con esta información, pudimos crear y agregar nuevas capacidades a la GPU Xbox Series X que le permite cargar solo las sub porciones de un nivel de mip en la memoria, a pedido, justo a tiempo para cuando la GPU requiera los datos. Esta innovación resulta en aproximadamente 2.5x el rendimiento efectivo de E / S y el uso de memoria por encima y más allá de las capacidades de hardware sin procesar en promedio. SFS proporciona un multiplicador efectivo en la memoria del sistema disponible y el ancho de banda de E / S.

A través del aumento masivo en el rendimiento de E / S, la descompresión acelerada de hardware, DirectStorage y los aumentos significativos en la eficiencia proporcionados por Sampler Feedback Streaming, la Arquitectura de velocidad de Xbox permite que la Xbox Series X brinde un rendimiento efectivo mucho más allá de las especificaciones de hardware sin formato, proporcionando directamente , acceso instantáneo de bajo nivel a más de 100 GB de datos del juego almacenados en el SSD justo a tiempo para cuando el juego lo requiera. Estas innovaciones desbloquearán nuevas experiencias de juego y un nivel de profundidad e inmersión diferente a todo lo que haya experimentado anteriormente en los juegos. «