A tecnologia de Input/output das novas NVIDIA Ampere, série 3xxx comparada com as actuais consolas

A Nvidia apresentou os seus GPUs com arquitectura Ampere, série 3xxx IO. E para além de estes GPUs mostrarem um bom ganho de performance face aos actuais GPUs, eles apresentam embutido um sistema de Input Output que permite aos SSDs o fornecimento de uma grande quantidade de dados ao GPU.

Com a apresentação da PS5 e da Xbox série X, algo surgiu que foi uma novidade, apanhando muitos teóricos de surpresa. O SSD subitamente teve um foco tremendo como ferramenta para aumentar performances e qualidade gráfica!

Sony e Microsoft apostaram por isso em garantir que o SSD não só existiria nas suas consolas, como que ele teria performances que realmente pudessem trazer a qualidade dos GPUs ao de cima. E para isso era preciso não só fornecer uma quantidade de dados superior à que o SSD efectivamente lia, como que o CPU não ficava afogado no tratamento desse enorme fluxo de dados.

E nesse sentido, ambas as marcas apresentaram as suas soluções, sendo que ambas aumentam as performances do SSD ao trabalharem com dados compactados, que são descompactados em tempo real usando descompressores dedicados, e com pouco (Xbox série X) ou mesmo nenhum (PS5) uso do CPU no processo. Dessa forma a Microsoft conseguiu que o seu SSD, que transfere 2.4 GB/s de dados conseguisse uma transferência média de 4.8 GB/s , e a Sony conseguiu que o seu SSD de 5 GB/s, conseguisse algo na ordem dos 9 GB/s (valores anunciados antes da existência do Oodle textures).

Esta situação era algo que deixava o PC completamente para trás, uma vez que, mesmo com SSDs de elevada velocidade a serem lançados, a ocupação do CPU tornava-se um problema para lidar com o elevado fluxo de dados.

Mas não mais… a Nvidia acaba de anunciar as suas RTX 3xxx IO, que para além de ganhos de performance elevados, trazem ainda o sistema de I/O desenvolvido pela Microsoft para o PC.

São elas:

RTX 3070 – 20.31 Tflops – Preço esperado: 499 euros.

RTX 3070 TI – 20,83 Tflops –  Preço esperado: 599 euros

RTX 3080 – 29,77 Tflops – Preço esperado: 699 euros

RTX 3090 – 35.58 Tflops – Preço esperado: 1499 euros

Isto quer dizer que, para todos os efeitos, os GPUs RTX da Nvidia são agora capazes de fazer o mesmo que a Xbox, apesar de o fazerem de forma diferente.

As diferenças estão em dois pontos:

• A Xbox usa descompressores dedicados, ao passo que a Nvidia usa os shaders do GPU para a descompressão. A diferença prende-se com o uso de recursos do sistema, que acaba por ser bastante inferior na Xbox série X. A Nvidia refere que o impacto nas performances do uso dos shaders para esta descompressão é reduzido, sem no entanto especificar valores concretos, mas independentemente de tal, ele existe.
• A Nvidia afirma-se capaz de descomprimir até 14 GB/s de dados, ao passo que a Xbox se fica pelos 2.4 GB/s. Tal disparidade não é contudo uma limitação da Xbox, mas sim uma consequência que todo o seu sistema foi concebido para uma descompressão de 2:1 para um disco a 2.4 GB/s. A Xbox deverá lidar com igual taxa de descompressão, mas com os discos SSD do PC a poderem alcançar os 7 GB/s a Nvidia preparou o seu sistema para manter a performance para essas velocidades.

Basicamente esta situação permitirá à Nvidia manter-se a par do que se realiza nas consolas. Mas há no entanto que se ter em conta um conjunto de pontos adicionais:

• O sistema da Microsoft é capaz de descomprimir dados tanto para o CPU como para o GPU. O da Nvidia apenas descomprime dados para o GPU.
• Nenhum dos sistemas, seja ela da Microsoft ou da Nvidia, evitam o check-in, o que quer dizer que os dados uma vez na RAM necessitam de ser trabalhados antes de poderem ser usados. Apenas a PS5 salta por cima desse processo, o que permite que os dados sejam usados directamente após a leitura.

Mas o ponto mais relevante é que o mercado PC é gigante, e não funciona à base de gerações. Isto quer dizer que estes novos GPUs, com esta característica cairão num mercado que não terá como base esse tipo de suporte. Isso quer dizer que se PS5 e Xbox série X podem impor (e digo podem pois a Microsoft está a seguir uma política Cross Gen, o que lhe cria o mesmo problema do PC) o uso da característica como base.  Já no PC, os GPUs da Nvidia serão apenas uma mão cheia face ao mercado global. E apesar de a Nvidia querer superar isso, alargando a descompressão de dados aos GPUs da série Touring, que já possuem uma boa quota de mercado, a situação é de tal maneira impactante que o seu suporte excluiria basicamente todos os GPUs que não o suportam.
Mesmo assim, olhando para o questionário de Hardware do Steam, vemos que todas as Touring possuem apenas 8.92% do mercado PC global. Ou seja, 91,08% do mercado PC activo não terá suporte a esta característica. Se contabilizarmos apenas os 10 GPUs mais populares, a coisa é ainda pior pois ele representa 43,99% do mercado total, sendo que desse, 38,99% não são GPUs Touring, e aí as Nvidia Touring apenas a diferença, ou seja 4.93% do mercado activo. Ou seja, tomando apenas os 10 GPUs mais populares como o nosso universo, 88,63% deles não suportam o I/O, e apenas 11,36% o fazem.

A consequência é que o suporte do I/O no PC não deverá ser um standard tão cedo, pois poucos deixarão de explorar o potencial de vendas dos 88,63% dos 10 GPUs mais populares, ou 91.08% do mercado global de GPUs global activo.

Mas nos PCs coloca-se outro problema, que é o saber com que contar como base. Porque se numa consola sabemos o GPU, o CPU e o SSD que lá está, no PC uma Ampere pode ter um HDD, e uma GTX 1060 um SSD. as combinações do hardware são tantas que quanto mais impusermos no capitulo de disco, memória, GPU e CPU, mais restrito vai ser o mercado. E isso quer dizer que arranjar dentro dos 4.93% de GPUs Touring, máquinas com os requisitos de CPU, RAM e SSD que explorem o I/O como as consolas, pode reduzir esta fatia já de si pequena a valores irrisórios.

Nesse sentido, quem pretender investir num PC, gastando dinheiro em RAM, SSD, CPU e GPU actuais, pode manter-se num patamar igual ou superior a uma consola, isto apesar de que tal implica um custo que, mesmo indo por hardware mais no limite, nunca deverá ser menos do dobro do custo de uma consola.

Resumidamente o PC está agora adaptado para concorrer com as consolas. Mas não só a um custo superior, como com um suporte que só não será limitado se o PC se apoiar em receber os jogos das consolas. Mas tal implica uma diminuição das vendas no PC, por corte na dimensão do mercado.

De se notar porém que o DirectStorage, o software necessário para o suporte pelo DirectX desta capacidade de input/output dos GPUs Nvidia só está previsto ser lançado em versão preview em 2021, pelo que a versão final e pública só deverá estar disponível em finais desse ano.