Xbox Series X: SoC-diagram
De Xbox Series X System-on-Chip processor is ontwikkeld door AMD en Microsoft. Hij combineert acht Zen 2-processorkernen met een krachtige RDNA 2-GPU en andere componenten zoals GDDR6-geheugenconnectiviteit, audiocontroller en PCIe 4.0-host.
waren, en bij Microsoft is dat al sinds 2007, maar die componenten waren tot nu toe gewoonweg te duur voor consoles.
Maar de primaire reden voor de steeds langere laadtijden lag niet aan harde schijven of ssd’s. Games hebben vooral door de high-res texturen inmiddels een omvang van enkele tientallen gigabytes bereikt. De pixelachtergronden worden in gecomprimeerde vorm op de gegevensdrager opgeslagen, zodat ze op weg naar het grafische geheugen uitgepakt moeten worden – wat de zwakkere Jaguar-kernen moesten doen. Om dat te veranderen, hebben beide consolefabrikanten nieuw ontwikkelde I/O-units ingezet om de cpu te ontlasten – zodat die andere dingen kan doen.
Dat laatste is een essentieel punt. Microsoft geeft voor zijn functie genaamd Velocity Architecture aan dat alleen al het uitpakken zonder de nieuwe hardware twee van de acht Zen 2-kernen volledig in beslag zou nemen. Bij Sony kan de I/O-unit nog meer voordelen opleveren omdat de bandbreedtes daar op zich veel hoger liggen. Microsoft geeft een ruwe datasnelheid van 2,4 GB/s aan, tegen Sony 5,5 GB/s. In beide gevallen moet de hardwarematige decompressie de effectieve bandbreedte van de ssd naar het geheugen verdubbelen.
KORTE PAUZE
De hoge ssd-bandbreedte brengt ook een doorbraak in de tegenovergestelde richting: zowel de PS5 als de Xbox kunnen de toestand van het hele DRAM snel naar de ssd schrijven. Dat maakt het mogelijk om een spel op elk moment te pauzeren en later te hervatten op exact dezelfde plaats – zonder lange laadtijden. Beide fabrikanten hebben ook aangetoond dat het mogelijk is om binnen enkele seconden te wisselen tussen verschillende bevroren spellen. Dat is een gemak dat gaming-pc’s tot nu toe niet bieden omdat ssd’s niet vanzelfsprekend zijn en de driver-architectuur de neiging heeft om in de war te raken bij het switchen tussen DirectX-contexten onder Windows.
Games kunnen dankzij een zeer snelle ssd veel nieuwe dingen doen. Sony heeft in een voorversie van het actiespel Ratchet & Clank: Rift Apart al bliksemsnelle omgevingsveranderingen gedemonstreerd. De spelfiguur springt door een portal en met een nauwelijks merkbare vertraging verandert de complete grafische weergave qua geometrie en texturen. Dat werkt niet alleen eenmalig, maar ook snel na elkaar – maar vooralsnog alleen voor exclusieve titels die de bijzonderheden van de hardware specifiek nodig hebben en deze ook effectief benutten.
Natuurlijk zullen dergelijke nieuwe technieken op de middellange termijn ook op pc-gebied doordringen. Op basis van de Velocity Architecture krijgt Windows de nieuwe DirectStorage, die het RAM direct via PCIe moet voorzien van data van de ssd. Speciale decompressiehardware voor texturen is echter nog niet aangekondigd. Nvidia wil voortborduren op DirectStorage en heeft daar de marketingterm RTX IO voor bedacht. Tot die tijd hebben de nieuwe consoles dus een echt voordeel.
Omdat AMD in tegenstelling tot Intel al lange tijd over PCIe 4.0 beschikt, werken de console-ssd’s daar ook op. De interne schijf van de PS5 heeft een capaciteit van 825 GB en is via vier lanes aangesloten. De XSX heeft 1 TB (XSS: 512 GB) met twee lanes. Er is bij beide ongeveer 150 GB gereserveerd voor het besturingssysteem en de RAM-snapshots.
Beide fabrikanten hebben voorzorgsmaatregelen genomen voor het geval de opslagruimte voor games krap wordt, maar gebruiken daar verschillende oplossing voor. Microsoft heeft een eigen slot, waarvoor tijdens de introductiefase van de console precies één uitbreidingsmodule beschikbaar is. Sony gaat daarentegen voor een intern slot, dat fysiek alle NMVe-ssd’s aankan in de gangbare M.2-formaten. Het addertje onder het gras: om nieuwe gameconcepten zoals de portals in Ratchet & Clank te laten werken, moet de uitbreidings-ssd aan bepaalde prestatie-eisen voldoen. Sony heeft gemeld dat er een whitelist van compatibele modellen in de firmware zal worden onderhouden, maar tot die tijd is het even afwachten. Op het moment van schrijven is nog geen enkele beschikbare ssd vrijgegeven voor de PS5.
De ssd-trucs zouden op zich overigens niet veel helpen als er niet net zoals in het verleden bij consoles een echt ‘flat memory’ zou zijn. De cpu en gpu gebruiken – in tegenstelling tot bij pc’s – een uniforme geheugenarchitectuur en kunnen de toewijzing daarvan dynamisch verdelen. Beide consoles hebben 16 GB GDDR6, maar er zijn ook hier weer kleine verschillen. Bij de PS5 is het hele RAM verbonden met een snelheid van 448 GB/s. Bij de XSX zijn er twee gebieden: 10 GB kan worden gebruikt om
teit van soundbars als een upgrade voor het matige tv-geluid toeneemt (zie ook pagina 68 in deze c’t). Als je een echt surround-geluidssysteem hebt, wellicht met hoogteluidsprekers zoals bij Dolby Atmos, zul je nieuw geluid uit de consoles krijgen – of heb je in elk geval de mogelijkheid daartoe.
KOELKRACHT
De basisuitrusting van de hardware is dus vrij gelijkwaardig, maar dat geldt voor de kasten in het geheel niet. Dat is mede te wijten aan de interne structuur. De Xbox Series X heeft een tweedelig moederbord: één deel bevat de SoC en het DRAM, het andere de interfaces naar buiten. De printplaten zijn elk aan één zijde van een metalen drager gemonteerd, die dient als secundair koellichaam. Aan de bovenkant van de behuizing bevindt zich een axiale ventilator die de lucht er doorheen zuigt. Die lucht stroomt over zowel de drager als de hoofdkoeler met vapor-chamber, die zich op de SoC bevindt. Die structuur werkt zo effectief dat we zelfs onder belasting slechts 0,2 sone geluid hebben gemeten (meer hierover lees je in het vorige artikel), maar het is ook duurder om te produceren. De goedkopere en zwakkere Xbox Series S is eenvoudiger geconstrueerd met slechts één moederbord, maar is ook erg stil.
Met een hoogte van 39 centimeter is de PS5 bijna negen centimeter groter dan de Xbox Series X. Sony heeft alle elementen gecombineerd op een traditioneel moederbord, dat navenant groot is. Een groot koellichaam met heatpipes en zonder vapor-chamber neemt echter het grootste deel van de installatieruimte in beslag. De warmtegeleidingspasta tussen koeler en SoC bevat vloeibaar metaal, wat een noviteit is bij een dergelijk grote serieproductie. Aangezien hiervan bij fabricage (en transport) niets mag lekken – dat zou meteen kortsluiting veroorzaken – is ook dit geen goedkope oplossing. Hetzelfde geldt voor de grote radiaalventilator, die aan beide zijden lucht aanzuigt en de warmte naar achteren weer uit de behuizing blaast. Vergeleken met de vorige PlayStation-consoles is 0,4 sone onder belasting aangenaam stil en stoort dit zelfs op korte afstand niet echt – maar het betekent nog steeds een dubbel zo hoog geluidsniveau als de console van Microsoft.
Bijzonder is ook dat de witte zijpanelen van de PlayStation 5 zonder gereedschap kunnen worden verwijderd. Sony heeft niet alleen het ssd-uitbreidingsslot onder die zijpanelen geplaatst, maar voor het eerst ook openingen voor – tromgeroffel – een stofzuiger. Het grondig ontstoffen van een PlayStation na langduriger gebruik was vanaf de PS3 bijna niet te doen, maar is nu eindelijk officieel mogelijk. Dat belooft een langere levensduur en op de lange termijn minder ventilatorgeluiden. Microsoft heeft iets vergelijkbaars voor de Xbox-hardware niet, maar door het meer lineaire luchtkanaal en een dedicated in- en uitlaat moet het toch mogelijk zijn om de Xbox Series X schoon te maken.