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Así es el SoC de Xbox Series X, un chip muy potente que apuesta por el renderizado híbrido

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Así es el SoC de Xbox Series X, un chip muy potente que apuesta por el renderizado híbrido 30

Microsoft realizó ayer un completo análisis técnico del SoC de Xbox Series X, un chip de nueva generación que utiliza un procesador Zen 2 y una GPU Radeon de AMD, basada en la arquitectura RDNA 2.

Tenemos dos datos muy importantes que confirman, por sí solos, que el SoC de Xbox Series X marca una enorme evolución frente al SoC de Xbox One X. A nivel de CPU, la arquitectura Zen 2 supone una mejora muy grande en términos de IPC, algo que unido a sus mayores frecuencias de trabajo (2,3 GHz frente a 3,8 GHz) confirma que estamos ante uno de los saltos más importantes del sistema a nivel de hardware.

SoC de Xbox Series X

Si echamos un vistazo a la GPU nos encontramos también con una gran evolución tanto en términos cuantitativos como cualitativos. La GPU que monta el SoC de Xbox Series X viene con 56 CUs, de las cuales 52 están activas, lo que nos deja un conteo de:

  • 3.328 shaders.
  • 208  unidades de texturizado.
  • 80 unidades de rasterizado.
  • 12,15 TFLOPs de potencia en FP32.

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En la imagen inferior podemos ver un diagrama completo de la GPU. Se confirma la presencia de un motor unificado de geometría y el soporte de shaders mallados, así como el soporte de trazado de rayos acelerado por hardware, aunque sobre ello hablaremos más adelante.

El procesador tiene 8 núcleos y 16 hilos, funciona a una velocidad de 3,8 GHz cuando trabaja con 8 hilos y a 3,6 GHz cuando maneja 16 hilos. Cada núcleo tiene 512 KB de caché L2, y por cada bloque de cuatro núcleos nos encontramos con 4 MB de caché L3, lo que nos deja un total de 8 MB de caché L3.

En la imagen adjunta podemos ver una disección detallada con cada uno de los elementos del SoC. La GPU ocupa alrededor del 47,5% del espacio total de la pastilla de silicio. Justo encima de ella tenemos el sistema de interconexión, los ocho núcleos de la CPU, divididos en dos unidades CCX de cuatro núcleos cada una, los elementos multimedia y la memoria GDDR6. En la parte inferior tenemos los elementos I/O.

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Como cabía esperar el SoC de Xbox Series X utiliza la interfaz BGA, lo que significa que va soldado a la placa, y está fabricado en proceso de 7 nm+ de TSMC, es decir, utiliza un proceso más avanzado que los procesadores Zen 2 disponibles actualmente en PC.

SoC de Xbox Series X y trazado de rayos: la clave está en las unidades de texturizado

Debo decir que me ha sorprendido mucho, ya que al final AMD ha optado por implementar la aceleración de trazado de rayos siguiendo el proceso descrito en una patente que se filtró hace un tiempo.

La aproximación de AMD es distinta a la de NVIDIA con Turing. Como sabrán nuestros lectores más avanzados, Turing integra núcleos RT agrupados en una relación de uno por cada SM activo. Cuando activamos el trazado de rayos, los núcleos RT se encargan de calcular y de manejar toda la carga de trabajo asociada a las cargas de intersección rayo-triángulo y las pruebas de intersecciones transversales BVH. Esto quiere decir que las unidades SM no tienen que realizar ningún esfuerzo.

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Cada núcleo RT se compone de dos unidades especializadas. La primera es la que lleva a cabo las pruebas del cuadro delimitador, y el segundo es el que realiza las pruebas de intersección de rayos y triángulos, y se ocupa de enviar la información resultante a cada unidad SM. Como hemos dicho anteriormente, todo esto libera a las unidades SM de una enorme carga de trabajo.

Pues bien, en el SoC de Xbox Series X, concretamente en su GPU, nos encontramos con un enfoque centrado en las unidades de texturizado, ya que es ahí donde se integra el hardware encargado de la aceleración de trazado de rayos. Cada uno de esos aceleradores podrá trabajar con cuatro operaciones de textura o con cuatro operaciones de rayos por ciclo de reloj.

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No quiero precipitarme, pero por lo que he visto hasta el momento creo que podríamos encontrarnos ante una implementación del trazado de rayos inferior a la que utilizó NVIDIA con Turing, ya que se genera una dependencia clara en los motores de texturizado en lugar de una derivación completa de la carga de trabajo a otros elementos, como ocurre con los núcleos RT, que liberan a las unidades SM de la carga que supone el trazado de rayos. Veremos cómo se traduce esto en la práctica.

Por lo que respecta al rendimiento con trazado de rayos no tenemos, por desgracia, datos que nos permitan hacer una comparación directa entre arquitecturas, ya que Microsoft habla de 380 giga ray-box (pruebas del cuadro delimitador) por segundo de velocidad pico y 95 giga ray-tri (intersección de rayos y triángulos) por segundo de velocidad pico. Son valores distintos basados en unidades de medida diferentes a las que emplea NVIDIA, así que, como dijimos, no podemos comparar.

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Con todo, la presentación de Microsoft dejó claro que el SoC de Xbox Series X tendrá importantes puntos en común con Turing. Como podemos ver en la imagen adjunta, el trazado de rayos acelerado por hardware se plantea como una «mejora económica del sistema tradicional», y no como un sustituto definitivo. Dicho de otra forma, se apuesta por el renderizado híbrido, y el trazado de rayos solo se aplicará de forma selectiva para mejorar elementos concretos, tal y como hizo NVIDIA con Turing.

Aunque no podemos establecer una comparativa directa en términos de rendimiento entre Turing (RTX serie 20) y la GPU RDNA 2 de Xbox Series X, sí que tenemos otra referencia interesante que nos permite hacernos una idea aproximada. Microsoft habla de una aceleración «de 3 a 10 veces mayor con un coste de área menor» en el SoC de Xbox Series X. Si ponemos esto en perspectiva podemos hacernos una idea del rendimiento que podemos esperar.

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En Quake 2 RTX, uno de los juegos más exigentes que existen ahora mismo por la extensa utilización que realiza del trazado de rayos, una GTX 1080 logra medias de 12 FPS en 1080p, mientras que una RTX 2080 alcanza los 88 FPS. Esa enorme diferencia está marcada por los núcleos RT, que aceleran el trazado de rayos. Como podemos ver la mejora de rendimiento es enorme, y encaja sin problemas con ese balance que ha dado Microsoft.

Tecnologías avanzadas para mejorar el rendimiento

La potencia importa, pero la optimización también es clave. El SoC de Xbox Series X integra una CPU potente y una GPU de nueva generación, está acompañado de 16 GB de memoria GDDR6 y utiliza un proceso de fabricación puntero, pero además está respaldado por un ecosistema de APIs y de tecnologías muy sólido.

Microsoft ha confirmado que el SoC de Xbox Series X contará con aceleración de inferencia ML (aprendizaje profundo) con una mejora de rendimiento de entre 3 y 10 veces. Esto permitirá utilizar técnicas de reescalado inteligente, similares a DLSS 2.0 de NVIDIA, para reducir el consumo de recursos sin que se produzca una pérdida notable de la calidad de imagen.

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No está claro si el SoC de Xbox Series X contará con hardware dedicado (algo similar a los núcleos tensor de las RTX serie 20) para trabajar con operaciones INT4 e INT8, pero a priori todo parece indicar que dichos cálculos se llevarán a cabo a través de FP16 (precisión simple) vía CUs (unidades de computación). En cualquier caso, es muy interesante, y muy importante, sobre todo si esta tecnología es capaz de alcanzar el nivel que hemos visto en DLSS 2.0 de NVIDIA.

Tenemos otras tres claves pendientes, el sombreador de tasa variable, la tecnología Xbox Velocity y el chip de sonido. Xbox Series X cuenta con un sistema de sonido de alta calidad que supera la potencia de la CPU de ocho núcleos de Xbox One X. No me sorprende, al fin y al cabo hablamos de un chip Jaguar de bajo consumo y bajo rendimiento.

SoC de Xbox Series X

Por lo que respecta al sombreador de tasa variable ya os explicamos al detalle en qué consiste al hablar de DirectX 12 Ultimate. Según Microsoft, esta técnica podría mejorar el rendimiento entre un 10% y un 30%. No está nada mal, desde luego.

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En cuanto a la tecnología Xbox Velocity, su funcionamiento es bastante simple. Se trata de un sistema que permite utilizar parte de la unidad SSD como una memoria caché «lenta» que sirve como apoyo a la memoria del sistema, es decir, permite utilizar la memoria NAND Flash del SSD como respaldo de los 16 GB de memoria GDDR6. Esto ha permitido a Microsoft reducir la cantidad de memoria GDDR6 necesaria para crear su consola de nueva generación, y ha tenido un impacto positivo en los costes de fabricación, y por tanto también en el precio de venta.

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Y hablando de costes, Microsoft también ha reconocido que el precio del SoC de Xbox Series X es mucho más elevado que el de Xbox One X. De nuevo no nos sorprende, al fin y al cabo hablamos de un chip muy complejo que viene, además, fabricado en proceso de 7 nm+ y que se encuentra, por tanto, mucho menos maduro que el proceso de 16 nm+ que utilizaba el chip de dicha consola.

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No tenemos todavía información definitiva sobre el precio de venta de Xbox Series X, pero según las últimas informaciones debería rondar los 499 dólares-euros.

Editor de la publicación on-line líder en audiencia dentro de la información tecnológica para profesionales. Al día de todas las tecnologías que pueden marcar tendencia en la industria.

9 comentarios
  • javi

    que yo sepa el RT de la serie 2000 de nvidia merma tambien MUCHISIMO el rendimiento en cualquier juego, incluso la 2080ti no podria a dia de hoy a 1080 y 60 fps si podemos RT como dios manda en un juego triple A. Por eso nacio dlss

    Por eso ademas, al igual que con nvidia, el rt de AMD tambien mermara el rendimiento. A mi el RT me parece una mierda innecesaria que merma el rendimiento sin necesidad y merma la calidad grafica en general por 4 mierdas de luces en un charco. Es inaceptable

  • Jose Pons Toran

    Tampoco es así, el raytracing le da mucho realismo a los gráficos y no solo son luces en un charco. Quita mucha potencia gráfica, pero como tu dices se compensa con el DLSS.
    Que Series X lleve RT es una grandisima notica, porque aunque en consola se notará poco, hará que muchos más juegos lo incorporen que es lo que realmente hacía falta y también el DLSS. Ahora es pesado mover el raytracing pero a medida que salgan gráficas nuevas esto irá cambiando y cualquier gráfica de PC te moverá el raytracing sin mayor problema.

  • javi

    el RT deberia llegar con el tiempo pasito a pasito, sin tener que sacrificar nada, de lo contrario es un sacrificio absurdo que no merece la pena, solo porque esta de moda.

  • Mr.R3nc0R

    Sinceramente creo que el Hard de la Xbox series X, es una pasada. En otros medios se han e$forzado en sacar a relucir el SSD mágico de PS5, pero seamos sensatos quien procesa los gráficos es la GPU y en este caso se han «sobrado» con respecto a Sony.
    Ahora y como digo siempre… Las consolas las venden los juegos, ojalá se pudiese jugar al Horizon, al Ghost os shusima…. Y ese largo etcera de play.
    Microsoft se te han olvidado los juegos, ponte las pilas!!

  • Labort

    Sinceramente no creo que Sony eche en falta una GPU mas potente, es como si comparas una RTX 2070 con la 2080, sí tendrá mas fps sobre todo en los mal optimizados, que no serán todos, y te va a dar igual jugar a 70 que a 90fps.
    Aprovecho el comentario para decir que AMD a dejado claro que nos da a Nosotros los jugadores la opción de activar o NO el Raytracing. Así poder probar y configurar la que mejor se adapte a nuestras necesidades, aunque esto lo tienen ambas consolas, desconozco si PS5 usará DXR12, pero sinceramente en esta generación El RayTracing no se van a ver muchas mejoras sin reescalar o sin mermar la calidad incluso en PC. A noser que te compres un PC con la 3080ti super… osea una microminoria

  • Jose Pons Toran

    Yo diría que la diferencia va a ser muchísimo mas abultada. Me da que PS5 no añadirá hardware dedicado para IA, osea DLSS que sabemos multiplica x2 x3 la potencia gráfica al ser una IA la que reescala de una resolución mucho menor.
    Series S apuntará a 1440p 60fps con igual cpu de Series X, pero solo tiene 4Tflops. PS5 con el doble de teraflops se va a quedar a 1440p y ya veremos a 60fps.
    Hablo de los juegos third cuya base sea la de Series X, para que se vea la diferencia que habría si PS5 acaba siendo la patata que creo que es.

  • Jose Pons Toran

    De momento el Horizon está en PC, de esas maneras pero está.

  • Nemo

    Yo diría??
    Son todo teorías, unos esperan y otros creemos…
    cuando salga a la venta sacaremos conclusiones.
    El tema de la potencia bruta solo sirve en determinados casos y en determinados juegos, sobre todo los mal optimizados.
    Que ps5 no tenga la misma potencia que Xbox no significa que sea una patata, Microsoft es la que tenía que arriesgar, hasta han hecho un comunicado reconociendo que no van a superar ni el 50% de lo que venda ps5.
    Por cierto las consolas no tienen la culpa de que no se pueda jugar en 4K nativo, el Raytracing es el culpable, y encima defiendes el DLSS???
    Maemia, es mermar la resolución para mejorar un proceso que necesita Hardware dedicado u otra tarjeta gráfica a parte, ya que se necesita mucha potencia bruta cuando las tecnologías se encuentran en pañales, como es el caso del RT.
    Me alegro de que exista, me parece espectacular pero hasta que salga de forma optima le faltan añoss, y dar otras opciones al publico no obligarles a comprarlas.
    Me parece buena idea la implementación de AMD en las consolas, ya que un hardware dedicado aumentaría consumos, temperaturas y precio. Y si no quieres RT para jugar en 4K a 60fps con la PS5 te sobra y no tienes hardware inutilizado.
    Saludos

  • Jose Pons Toran

    Por eso usé el condicional. No afirmo nada.
    Lo que si creo sinceramente es que el DLSS es una bendición, pues soluciona de un periquete el problemón que había con el salto a 4K donde todo el potencial extra de la next gen sería usado solo para la dichosa resolución.
    El DLSS no es lo que te crees, esta monstruosidad convierte a 4K NATIVO resoluciones más bajas sin perder calidad o incluso superándola. La tecnología de esta cosa tan avanzada ya ha madurado y se pueden ver los resultados en PC.
    Ahora queda saber hasta que punto llegará Series X con todo ello. Pero que lleve hardware para raytracing y IA es el aleluya de un gamer de pc, porque significa que en unos años todos los juegos incorporarán estas tecnologías y se disfrutarán al máximo en un PC.
    Si PS5 no lleva y SX tampoco igual nos hubieramos tenido que esperar a otra generación para disfrutar de estas tecnologías al 100%.

    Digo que PS5 es una patata comparado a Xbox y la decisión de Sony por todos estos temas del overclock, lo variable y el no saber nada concreto aún. Pero no voy a profundizar en el tema ahora.

    Saludos también. Yo deseo que las 2 máquinas sean muy buenas pero le da en la nariz que una de ellas no.

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