[Перевод] PlayStation следующего поколения: что же внутри?

После нескольких лет спекуляций на тему «что же будет дальше» и «что может сделать Sony», компания, наконец, переходит к циклу запуска консоли PlayStation следующего поколения. В эксклюзивной статье, опубликованной на Wired, гуру игр Sony и ведущий системный архитектор Марк Черни изложил несколько заманчивых обещаний о все еще безымянной консоли, предложив некоторую общую информацию об основной архитектуре системы, и пообещав, что это «не просто обновление».

Как и ожидают читатели AnandTech, основное внимание в публикации Wired уделено чипу, лежащему в основе системы. Cerny и Sony (и AMD) подтвердили: да, центральный процессор консоли снова будет от компании AMD. Передовой чип будет построен на безымянном 7-нм техпроцессе, будет включать все новейшие технологии AMD. Хотя ни Cerny, ни AMD не осмелились назвать его APU — любимое название AMD для чипов с интегрированными ядрами CPU и GPU – это почти наверняка один чип, и, по-видимому, APU во всем, кроме названия.

Внутри чипа AMD: Zen 2, Navi и 3D Audio

Важная новость заключается в том, что Cerny подтвердила использование Sony новейших архитектур CPU и GPU AMD для чипов PlayStation следующего поколения. На ЦП мы увидим 8 процессорных ядер на основе микроархитектуры AMD Zen 2. Это та же самая микроархитектура ЦП, которую AMD планирует выпустить на ПК в середине этого года, с процессорами Ryzen «Matisse» и EPYC «Rome» второго поколения. Хотя мы все еще желаем увидеть, насколько хорошо архитектура Zen 2 работает в реальном мире, она превосходит и без того очень мощную архитектуру Zen (1). Оправдает ли AMD возложенные на нее ожидания?

Что касается графического процессора, AMD будет использовать свою еще готовящуюся к выпуску архитектуру Navi GPU. В отличие от центрального процессора, Sony и Черни ничего не сообщают о конфигурации GPU, поэтому сейчас о производительности мало что известно; все будет зависеть от того, насколько велик блок графического процессора Navi, заказанный Sony. Navi — это кодовое название, которое мы видели в дорожных картах AMD с 2016 года, однако мы все еще мало знаем об архитектуре. Разве тот факт, что в 2016 году AMD намеревалась сосредоточиться на масштабируемости и на поддержке памяти следующего поколения (которую на сегодняшний день мы понимаем как GDDR6). Как и с процессорами Zen 2, мы ожидаем в этом году поставок графических процессоров на платформе Navi для ПК, поэтому в ближайшее время мы сможем лучше понять, что принесет с собой Navi.

Тем не менее, сам Черни немного рассказал о Navi — или, по точнее, о версии, которая войдет в чип Sony. PlayStation следующего поколения будет поддерживать трассировку лучей, отражая изменения в мире ПК за последний год, благодаря внедрению DirectX Raytracing и хардварной поддержке в конкурирующих GPU NVIDIA. В последние пару лет трассировка лучей все чаще воспринимается как следующий шаг эволюции в технологиях рендеринга на GPU, поскольку она позволяет использовать более реалистичные методы рендеринга, особенно в отношении света. Трассировка лучей – дорогая технология, но сделанная правильно, она позволяет играм делать то, что нельзя сделать дешево (или нельзя сделать вообще).

До сих пор сама AMD очень редко поднимала вопрос трассировки лучей, и, хотя он и имеет отношение к сегодняшнему анонсу PlayStation, я не уверен, что мы должны рассматривать это как функцию семейства Navi. Предыдущие пользовательские чипы Sony в оригинальных PlayStation 4 и PlayStation 4 Pro использовали некоторые новейшие аппаратные функции, еще отсутствующие на рынке — наиболее заметной является Rapid Packed Math для PS4 Pro. Так что вполне возможно, что Sony еще раз попросила о подобной услуге. Мы также не знаем, реализуется ли поддержка трассировки лучей для чипа Sony через аппаратные fixed-function блоки, или же через программируемые шейдеры, что может иметь значительное влияние на производительность трассировки лучей, а также размер кристалла. Мы узнаем больше, когда AMD полностью представит Navi, что произойдет чуть позже в этом году.

В любом случае, как со стороны процессора, так и графического процессора, мы видим значительный прогресс по сравнению с PS4 и PS4 Pro. В частности, на стороне CPU микроархитектура Zen 2 на две головы выше, чем CPU Jaguar, используемые во всех PS4, и включает в себя бесчисленное количество изменений для создания лучшего чипа с гораздо более высокой скоростью IPC, чем Jaguar. Таким образом, даже если AMD и Sony будут работать с чипом консервативно, он оставит далеко позади процессор приставки PS4 (Pro). Очень грубо и навскидку можем сообщить (покопавшись архивах наших тестов), что даже процессор Zen 1 в 3-4 раза быстрее, чем процессор Jaguar с тем же числом ядер; и наверняка Zen 2 способен даже на большее.

Со стороны GPU есть пробел в информации об архитектуре и о конфигурации. Даже с учетом улучшений, графический процессор PS4 Pro в лучшем случае представляет собой смесь технологий Graphics Core Next (GCN) 2 и GCN 5, при этом часть чипа, по-видимому, просто наследует GCN 2 дизайн оригинального процессора PS4. Так что Navi будет далеко за пределами возможностей прошлых GPU, хотя в какой степени — еще неизвестно. Sony надеется запустить 8K-телевизоры со следующей PlayStation, поэтому я ни в коем случае не ожидаю, что они будут экономить на мощности GPU.

Один из нерешенных вопросов в отношении чипа AMD состоит в том, будет ли чип традиционным монолитным дизайном, или будет использован чиплет. Мы уже знаем, что процессоры Zen 2 для ПК и серверов реализованы как чиплет, причем матрица ввода / вывода соединяется с одним (или более) кристаллами процессора. Однако мы также знаем, что AMD не использует chiplets для APU Zen 2. И кроме этих двух фактов есть веские причины как за, так и против их использования. Чиплеты полезны при подключении различных блоков обработки — очень полезная функция для нестандартного дизайна, такого как микросхема консоли, где владелец может захотеть использовать чипы от других поставщиков. Однако это может быть не столь эффективным с точки зрения затрат для такого массового продукта, как процессор игровой консоли.

Прототип чипсета Zen 2 » Matisse»

Наконец, разобравшись с CPU и GPU нового чипа AMD, статья Wired подтверждает, что AMD участвует в создании аудио решения для консоли. Чип AMD будет включать в себя то, что Wired называет «кастомным устройством для 3D-звука», а Черни сообщил, что Sony стремится сделать звук захватывающим. При этом, в некотором смысле, рейкастинг на GPU используется для вычисления отражений звука и создания максимально реалистичного звучания.

Не менее интересным является то, что кастомный звуковой модуль – это часть аппаратного обеспечения видеокарты. AMD пробовала это однажды с TrueAudio в приставке PS4. Однако в мире ПК TrueAudio появился только в нескольких графических процессорах, и AMD отказалась от него, начиная с архитектуры Polaris GPU в 2016 году. Вместо этого последние разработки AMD в области звука, такие как TrueAudio Next, были сосредоточены на программах шейдеров GPU, а не на выделенном оборудовании. Поэтому, хотя PlayStation следующего поколения и понадобится какой-то аппаратный аудиопроцессор для выполнения основных задач и поддержки PS4, мне очень любопытно, какая часть звукового решения AMD реализована в виде fixed-function в сравнении с программами шейдеров.

SSD тоже здесь!

AMD — не единственный производитель, предоставляющий чипы для консоли. Стоит заметить, что новая консоль будет содержать много кремния, в том числе, благодаря использованию SSD как устройства хранения. SSD заменит жесткие диски, используемые в PS4 текущего поколения (ссылаясь на результаты наших тестов, даже самые медленные современные SSD имеют значительно лучшую скорость передачи и время доступа по сравнению с самыми быстрыми жесткими дисками, не говоря уже о 2,5-дюймовых дисках с 5400 об/мин). Это как раз те жесткие диски, которые используются в PS4.

Если вкратце передать суть статьи Wired, использование SSD в качестве базовой функции в следующую PlayStation является важным событием. Со стороны аппаратного обеспечения, это означает, что Sony может использовать современный NVMe-накопитель на основе PCIe взамен SATA хранилищ, как это было в случае семейства PS4. Более того, Cerny обещает, что SSD грядущей консоли «имеет базовую пропускную способность выше, чем любой SSD, доступный для ПК». Предположительно, это завуалированная отсылка на PCIe 4.0, который будет поддерживать семейство процессоров AMD Zen 2. Это позволило бы достичь пиковой скорости передачи данных, которая примерно в два раза выше, чем у любого из современных накопителей PCIe 3.0. Но перед нами кастомная консоль, и проприетарные решения так же могут иметь место.

Современный M.2 NVMe SSD

Не затронутая тема в статье Wired, но, безусловно, критическая для финальной версии – экономическая составляющая нового продукта. Цены на твердотельные накопители сильно упали за последние 6 месяцев — и должны быть менее $0,10/ГБ к моменту следующего запуска PlayStation — однако жесткие диски по-прежнему дешевле в пересчете на стоимость гигабайта. Последнее время Sony постепенно переходила от 500-Гбайт накопители на 1 Тбайт в качестве стандарта для большинства моделей PS4 (как отмечает Wired, только Red Dead Redemption 2 занимает почти 100 Гбайт), поэтому аналогичный SSD будет стоить более 100 долларов (это цена одной только флэш-памяти NAND по сегодняшним ценам). Таким образом, даже если цены продолжают падать, твердотельные накопители ни в коем случае не дешевы. Это означает, что мы не уверенны, является ли SSD Sony чистым SSD-решением или же гибридным. Или они сделают что-то еще, чтобы сбалансировать производительность и стоимость.

Да, консоль обратно совместима. Нет, в этом году не ждите.

Подводя итоги предварительного анонса Sony PlayStation следующего поколения, статья Cerny и Wired также подтвердила то, что большинство людей ожидают от архитектуры Sony: новая консоль будет обратно совместима с играми PS4. Конечно, дьявол кроется в деталях, но главный посыл в том, что базовые архитектуры совместимы. PS4 был на процессоре x86 и AMD GPU, и следующая консоль снова собрана из тех же компонентов.

Я предполагаю, что на стороне процессора здесь все тривиально, поскольку Zen 2 для всех возможных применений обладает намного превосходящим набором функций, в сравнении с микроархитектурой Jaguar. А вот со стороны графического процессора вариантов немного больше, в основном из-за того, что мы мало знаем о Navi. Чем меньше у Navi общего с GCN 2, тем больше работы требуется для обеспечения обратной совместимости. Дело в том, что Sony и AMD необходимо устранить аппаратные различия, чтобы игры PS4, использующие низкоуровневый графический интерфейс GNM API, все еще могли работать.

Под конец напомним читателям, что сегодняшняя информация об аппаратном обеспечении — это только первый шаг продуманного и долгосрочного плана продвижения следующей консоли PlayStation. Sony уже сообщила, что пропустит E3 (Electronic Entertainment Expo 2019) в этом году, и, хотя компания не сообщает, когда выйдет их следующая консоль, 2019 год явно не вариант. Даже если обойдется без дополнительных трудностей, AMD требуется некоторое время, чтобы интегрировать новые технологии в единый чип для полу-кастомного продукта, а Zen 2 запускается в середине года, плюс дата выхода Navi в 2019 году ёще не известна. Так что ситуация не оставляет AMD достаточно времени для подготовки чипа для Sony в этом году.

Конечно, для Sony это даже хорошо; это означает, что у компании будет достаточно времени в течение следующего года (или больше), чтобы обдумать сложные моменты новой консоли, и заблаговременно создать шумиху вокруг нового продукта. И, я уверен, у нас будет намного больше возможностей рассмотреть аппаратную составляющую новой Sony PlayStation до её выпуска.

Спасибо, что остаетесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до лета бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?