Há algumas tecnologias DirectX 12 que se sabe que a Xbox série X neste momento implementa, mas que se desconhece existirem na PS5. Surge a dúvida: Será que a PS5 não as possui? E se as possui, que diferenças existirão face à Xbox?
Introdução
Quando a Microsoft refere algumas das suas tecnologias para a consola, torna-se difícil avaliar se estas serão ou não exclusivas suas.
A realidade é que o DirectX é uma guia mestra para a implementação de novidades a nível de hardware. É aliás o API mais popular do mundo, e daí a referência do nível de suporte dos GPUs ser feito associando-o ao DirectX (por exemplo, DX 12, Dx 12.1, DX 12.2, etc) e não ao Open GL ou ao Vulkan.
No entanto, convêm que se diga que nem todas as novidades presentes no hardware surgem com o DirectX. Algumas aparecem por iniciativa dos fabricantes, face a solicitações dos produtores de jogos, sendo por vezes suportadas por outros APIs como o Open GL ou o Vulkan, API’s open source, antes sequer de a Microsoft as adoptar.
Diga-se porém que por norma, quando tal é o caso, e a Microsoft adopta a tecnologia à posteriori, esta não gostando de ficar atrás, tem tendência a fazer-lhe modificações, criando assim um novo “Tier” (ou um novo nível) de suporte do hardware. Basicamente situações que melhoram sobre o existente, acrescentando novas funcionalidades que permitem ganhos adicionais.
Ora a haver alguma novidade da Microsoft na sua consola, o mais correcto é que seja a esse nível, ou seja, uma melhoria sobre o existente, mas não uma exclusividade total da característica. E vamos tentar explicar porque!
A realidade da implementação de novidades a nível de hardware
O que é preciso que se perceba é que DirectX não é algo hardware. É um API (software), acompanhado de um conjunto de linhas orientadoras sobre o que o hardware deve fazer para suportar a característica. Mas esta implementação no hardware e respectivas drivers é da responsabilidade dos fabricantes dos GPUs. Cada um tem de patentear uma implementação específica sobre como se propõem realizar o que é necessário para o suporte do API.
Diga-se aliás, que isto nem fazia sentido de outra forma! Sendo a AMD um criador de hardware, e acima de tudo um criador onde a sua secção de personalização do hardware é a mais lucrativa, mau seria se a empresa ficasse dependente da autorização de um terceiro para o uso de características do seu hardware, dependendo do cliente. Isso colocaria a AMD totalmente dependente de vontades alheias que teriam assim controlo sobre o que empresa poderia ou não poderia fazer!
E claro, quem fala da AMD, que surge à cabeça por ser quem produz o hardware da consola da Microsoft, fala da Nvidia, ou mesmo da Intel. Nenhuma destas empresas precisa de nada para criar uma compatibilidade com o DirectX. Apenas precisa de implementar no hardware uma forma única e distinta da da concorrência, que faça aquilo que o DirectX se propõem, criando assim uma compatibilidade com o mesmo. E isto é do interesse de todos. Da Microsoft que impõem o seu API face às alternativas, e dos fabricantes que o suportam.
Perante estas realidades vamos então ver o que esperar de três tecnologias que se referem nos fóruns como exclusivas da Xbox série X. Serão mesmo exclusivas?
O VRS
O VRS ou Variable Rate Shading, é uma implementação hardware que permite poupar até 30% no processamento de shaders. É já conhecida, e a sua forma de implementação pelo DirectX 12 foi tornada pública à vários anos, sendo usada pela Nvidia nos seus GPUs. É nesse sentido que se espera a versão AMD apareça agora, e é por isso mesmo que a AMD tem a sua própria patente para o VRS. Basicamente uma forma de realizar algo que é proposto pelo actual DirectX 12, que a Nvidia já implementou, mas a AMD não!
Então será que o VRS é exclusivo da Xbox? Vamos ler o texto presente no website da Xbox.
A nossa forma patenteada de VRS permite que os desenvolvedores utilizem com mais eficiência toda a potência do Xbox Series X. Em vez de gastar ciclos de GPU uniformemente para cada pixel na tela, eles podem priorizar efeitos individuais em personagens de jogos específicos ou objetos ambientais importantes. Essa técnica resulta em taxas de quadros mais estáveis e resolução mais alta, sem impacto na qualidade final da imagem.
O que este texto dá a entender não é uma exclusividade do VRS, mas sim uma forma de aplicação na Xbox série X que é única da consola. Basicamente aquilo que se dá a entender é que a Microsoft implementou no hardware um “Tier” adicional que o DirectX 12 ainda não suporta e que por esse motivo, ao ser uma implementação proprietária da Microsoft, se torna exclusivo da consola.
Perante isso, o que poderemos dizer é que dificilmente o VRS será exclusivo da Microsoft, quanto mais não seja por ser algo já implementado e standard em outros GPUs, o que bastaria para que, em último recurso, a Sony criasse uma solução equivalente para si, ao se perceber as vantagens da técnica implementada no hardware.
Agora que a versão Xbox deverá ter novidades e vantagens de performance face à versão standard do VRS que a AMD só por si, e sem alterações proprietárias, pode oferecer, essa dúvida não aparenta existir.
E estas novidades e melhorias, salvo alterações proprietárias da Sony, nesta técnica, será um dos trunfos na Xbox série X ao se esperar que seja algo com melhores performances do que uma versão standard que a PS5 implemente.
DirectML
O DirectML é uma componente do DirectX que permite o uso de IA para situações diversas, incluindo reconstrução de imagem e aumento de resolução de texturas, bem como IA de NPCs e outras situações. Basicamente ela obriga à implementação de uso de operações de inteiros a 8 bits e 4 bits que são as ideais para este tipo de situações. Basicamente ML significa Machine Learning, e representa a capacidade da máquina de aprender, ou seja a já referida Inteligência Artificial.
Ora a questão é que qualquer IA, seja ela a implementada pelo DirectML ou outra, quase obriga a essa implementação. É do conhecimento público que operações com inteiros a 4 e 8 bits são as ideais para estas situações, pelo que até é completamente expectável que esse suporte faça parte do standard RDNA 2 uma vez que a Nvidia já as suporta actualmente.
Aliás, é do conhecimento público que a Sony tem patentes sobre IA na sua PS5, o que dá a entender que este suporte estará igualmente presente na PS5. Naturalmente não por intermédio do DirectML, mas por algo equivalente presente no seu API.
No entanto, olhando para a entrevista da Microsoft à Eurogamer, esta refere que acrescentou (dando a entender uma implementação Microsoft) uma alteração ao hardware especial para esta capacidade dos 8 e 4 bits, o que confunde um bocado as coisas. Será que a tecnologia não é mesmo standard? Será que a Sony não tem algo igual?
Como já foi dito, o que se sabe é que a Sony tem imensas patentes sobre IA na PS5, e como tal o mais expectável que a Sony tenha algo do género. E nesse caso, sendo que a IA corre melhor sobre operações de inteiros de baixa precisão, torna-se difícil de dizer se esta tecnologia será exclusiva da Microsoft.
Agora uma coisa é certa, Com tecnologia sua ou da AMD, a Microsoft adaptou o seu GPU para este tipo de cálculo. Se a Sony fez o mesmo, ou se usa algum co-processador de IA, é algo que está por exclarecer.
Mas perante o dados actuais, o que poderemos dizer é que mesmo que a Sony tenha algo igual, se tal depender igualmente do GPU, a maior performance do GPU da Microsoft dá-lhe a vantagem aqui. Mas claro, a solução da Sony é desconhecida e como tal estamos a especular.
Sampler Feedback Streaming
Parte da arquitetura Velocity da Xbox, o Sampler Feedback Streaming ou SFS é uma tecnologia que faz amostragem de texturas. Basicamente ele permite carregar apenas as partes das texturas necessárias, poupando assim memória e largura de banda, e uma das características muito faladas nos fóruns como exclusiva da Xbox série X.
Analisando a documentação oficial desta técnica, nas páginas do DirectX, encontramos é o seguinte:
Use of sampler feedback with streaming is sometimes abbreviated as SFS. It is also sometimes called sparse feedback textures, or SFT, or PRT+, which stands for “partially resident textures”.
Curiosamente a tecnologia de sampler feedback foi criada pela AMD, e apareceu nas suas Radeon 7970 faz já 8 anos. Ou seja, esta é uma tecnologia que, com o nome de Partially resident textures (outra designação para a mesma coisa), esteve mesmo presente na Xbox e Playstation actuais.
Mas note-se aqui uma pequena diferença.
O nome mudou… Não é apenas sampler feedback, mas sim sampler feedback streaming, e o seu nome alternativo também não é apenas partially resident textures, mas sim partially resident textures+.
E esta pequena diferença é muito relevante!
Sampler Feedback is one part of SFS. To make it more useful for texture streaming, we added special texture filters that handle when a texture page is not in memory yet. That’s custom for XSX.
— James Stanard (@JamesStanard) April 14, 2020
That being said, games have been streaming virtual memory pages for a while. It’s called Partially Resident Textures. Using Sampler Feedback to trigger page reads is sort of the “new hotness”.
— James Stanard (@JamesStanard) April 14, 2020
Basicamente esta é uma alteração proprietária, mais uma vez um novo “Tier” para esta tecnologia e que, tal como a alteração ao VRS, não se acredita que a Sony tenha (salvo iguais alterações proprietárias). Esta alteração não só permite ter a textura parcialmente residente na memória, mas graças a novos filtros, apenas a parte efectivamente necessária da textura será lida.
Esta é uma situação que trará ganhos, especialmente a nível de leituras do SSD onde se espera leituras mais precisas e apenas o transporte dos dados de texturas absolutamente necessários, sendo que, por ser algo que vai variar de jogo para jogo, se torna difícil de quantificar os mesmos. Mas o certo é que com ela, as leituras do SSD poderão ser mais eficazes. Tem porém um custo extra, o uso de ciclos de GPU para determinar o que é preciso ou não carregar, apesar que no global, certamente a situação ter-se-à revelado compensadora para a Microsoft que entendeu que os ganhos no SSD compensavam essa perda no GPU.
Usará a PS5 algo semelhante? Não se sabe! A Apple no seu A13 Bionic já implementou esta característica, pelo que a mesma não é uma novidade absoluta, mesmo que a implementação da Microsoft seja diferente. A Sony poderá ter por isso algo semelhante. Mas se o tem… não o revelou ainda, pelo que nesta fase esta é uma situação que pesa a favor da Xbox.
Por outras palavras, não se julgue que apenas a PS5 te, vantagens a seu favor. Esta geração está ditada por uma série de alterações proprietárias das duas marcas que as vão distinguir muito, iso para além das diferenças no hardware mais comum. É muito muito complexo dizer-se que diferenças de performance esperar entre as duas consolas, e não conseguimos ver isso apenas pelos Tflops.
Nesse sentido torna-se fácil apoiarmos-nos nos Tflops da X, para dizermos aquilo que salta à vista. É a consola mais potente, e se tudo for igual dos dois lados, com igual dependência do GPU, deverá ter mais performance gráfica, ray tracing e IA. Mas por quanto é que não é fácil dizer. Os Tflops apontam para 17%, mas podem ser mais ou podem ser menos pois as diferenças nas implementações existem, são grandes e vão ter impacto nas performances.