Alguns dos rumores da PS5 apontam para um possível lançamento em 2019. A acontecer isso, dentro de um preço minimamente aceitável, o que seria possível à Sony lançar nessa data?
Nota: Este artigo exclusivo da PCManias teoriza sobre a possibilidade económica de um sistema com pelo menos 12 Tflops ser lançado em 2019 a um preço acessível. Note-se porém, que de forma alguma este artigo confirma esse lançamento, ou sequer aponta para essa data, seja por ideologia nossa ou qualquer outro motivo, até porque os factores económicos relacionados a um lançamento passam por muito mais parâmetros para além dos aqui descritos e que teriam igualmente de se conjugar favoravelmente. Nesse sentido o mais provável é que o lançamento da PS5 ainda esteja longe, mas neste artigo vamos especular um pouco sobre a possibilidade de 2019, e o que poderíamos ter como hardware acessível para lançamento nessa data!
Perante os rumores lançados pelo website Semiaccurate sobre um possível lançamento de uma nova consola PS5 em 2019, a discussão sobre diversos temas relacionados com o assunto tem-se vindo a instalar em diversos locais, inclusive aqui nos comentários da PCManias. Qual a data ideal para um lançamento? Será 2019 muito cedo prejudicando o hardware que nessa data não consegue ser potente como o desejado? Será que nesse aspecto 2020 é a data ideal ou pelo menos melhor?
Bem, não querendo abordar novamente razões que já referimos noutros artigos e nos comentários e pelos quais aqui na PCManias achamos que, a ser escolhida uma destas datas, 2019 teria um timming estratégico ímpar para o lançamento de uma nova consola (isto não falando no facto de a PS fazer 25 anos nessa data – bodas de prata), reconhecemos que há inconvenientes também associados a essa data, e eles até tem sido bem discutidos nos comentários, mas no entanto, ponderando todos os factores, continuamos a acreditar que 2019 apresenta uma timming único a nível de oportunidade.
Mas para este caso a data efectiva de lançamento é irrelevante pois apenas a Sony a conhecerá com certeza. E não é intenção deste artigo discuti-la. Apenas queremos obter a resposta a uma questão:
Se fosse efectivamente lançada uma PS5 em 2019, que performance poderíamos ter nessa data a um preço entre os 400 e os 500 euros?
Naturalmente que esta resposta responde a várias outras, e acima de tudo a sua resposta pode acabar de vez com o rumor ou então dar-lhe relevância. Pode ainda responder questões a utilizadores que questionam se 2019 seria efectivamente um bom timming. E como sempre, aqui na PCManias, tentaremos responder neste artigo exclusivo (a lerem-no em outro sitio é plagiado), a essas questões que os nossos leitores nos tem colocado nos comentários.
Que hardware para 2019? Uma análise PCManias.
Para o final do corrente ano de 2018 teremos o lançamento de um novo processo de fabrico, os 7 nm. Talvez porque as mudanças de litografia não são uma novidade, as pessoas tem dado poupa preponderância a esta situação como factor que se pode revelar preponderante na escolha da data de lançamento de uma nova consola, mas a realidade é que conjugando o lançamento desta nova litografia com uma nova realidade tecnológica bem recente, o que vamos ter é uma conjugação de situações únicas e inéditas na história do hardware gráfico.
Vamos então ver do que falamos:
Devido à dimensão cada vez mais reduzida dos componentes electrónicos, o seu o custo ao longo do tempo acabou por ter muito pouco a ver com a tecnologia utilizada em si, mas sim com o número de transístores que esta tecnologia utiliza. No entanto, uma coisa está sempre relacionada com a outra: Novas tecnologias por norma usam mais transístores, o que se traduz numa necessidade do aumento da ocupação de espaço na “wafer” de silicone, e nesse sentido, podemos estabelecer uma relação, aliás existente desde à alguns anos, de custo associado à dimensão do silício final (as dimensões do chip). Basicamente o acréscimo de novas tecnologias obrigam a mais transístores, que ocupam assim mais espaço, e nesse sentido, por associação directa, temos que quanto maior for o chip , mais caro ele sai!
Há assim uma relação direta entre o custo e o tamanho do chip produzido.
Já quando reduzimos o tamanho do chip pela introdução de uma nova litografia o custo desce, mesmo que mantendo o mesmo número de transístores, e isso porque a área ocupada diminui, e com ela o material usado na criação dos pequenos transístores decresce na mesma proporção.
Este artigo aborda essa situação, explicando que o custo cai basicamente na mesma percentagem da diminuição da área (na realidade o artigo está incorrecto nessa parte alegando que ele até pode cair mais do que a diminuição da área, mas isso não é uma certeza. Pode cair em maior, igual ou até menor percentagem, ou nem cair de todo, isto apesar de o normal ser descer, mas o valor da descida depende de um conjunto de factores demasiadamente complexos que não vamos abordar aqui, e que levaram ao alerta da nota inicial deste artigo, como por exemplo a necessidade de se mudar de materiais para manter conectividades nesta dimensão).
Nesse sentido a passagem para os 7nm, tal como qualquer mudança de litografia, só por si acaba por ser uma oportunidade de timming única. Não só para o mundo das consolas, mas para a tecnologia em geral.
Esta redução de áreas associada à sua implementação permitirá descer custos de produção e ao mesmo tempo aumentar performances. Mas em 2019 com os 7 nm teremos algo inédito até hoje! Uma conjugação com uma outra realidade que nunca antes aconteceu. É que devido às novíssimas tecnologias multi GPU que, como o nosso leitor Bruno Ribeiro deu a conhecer neste artigo que escreveu em colaboração connosco aqui na PCManias, passam pelo futuro a ser aplicado aos GPUs, os ganhos que podemos ter não são os habitualmente obtidos com a mera mudança de litografia. Com a conjugação dessas duas realidades poderemos duplicar as performances existentes juntando 2 GPUs no mesmo silicone, mantendo os custos acessíveis graças à diminuição da litografia usada no processo de fabrico, e tudo isto sem aumentar consumos de energia. Aliás a AMD, e igualmente a Nvidia, preparam mesmo novas arquitectura para optimizar esse tipo de situações multi GPU ao seu máximo.
Como referido, esta tecnologia multi GPU basicamente permite a colocação de dois ou mais GPUs num único chip, tornando a sua existência completamente invisível ao programador. Isso quer dizer que para todos os efeitos, o GPU é reconhecido e tratado como se de um único se tratasse, apesar de internamente, e na prática, não o ser. Mas as questões associadas à divisão das tarefas entre os diversos GPUs constituintes são totalmente tratadas pelo hardware, e nesse sentido quem lida com a programação do GPU não tem consciência dessa realidade.
Ora apesar de a nova e futura arquitectura da AMD, neste momento apenas conhecida como “Next Gen”, e prevista para 2020, ter em mente, entre outras coisas, essa optimização, a realidade é que actualmente essa tecnologia multi GPU já existe está pronta a ser usada, sendo já suportada pelos GPUs AMD da série Vega, graças à introdução do interconector de alta velocidade denominado “Infinity Fabric”, algo que será optimizado ainda mais com a arquitectura Navi. Recomendaria nesse aspecto a leitura deste artigo.
Ao termos uma possível PS5 optimizada com o Infinity Fabric das Navi, teríamos aqui um APU completamente escalável.
Temos então que esta redução no processo de fabrico para 7 nm, associada a estas novas tecnologias deverá permitir basicamente um salto enorme de performances, sem que no entanto haja um tremendo aumento de custos. Com a mesma área de silicone, onde antes tínhamos um GPU de 14 nm, poderemos agora ter dois idênticos a 7nm, a funcionar como um só, usando uma área de silicone igual ou até ligeiramente menor. Basicamente, isso quer dizer que haverá basicamente uma duplicação de performances, sem se prever um aumento de custos. E isto, pela já existência do “Infinity Fabric”, sem qualquer necessidade de termos de esperar por uma futura arquitectura! É uma situação que permite aplicações inéditas e que quando se conjuga com as reduções de litografia criam uma novidade existente no passado.
O que isto quer dizer é que este salto na performance dos GPUs vai ocorrer forçosamente em breve no universo PC, e rapidamente estes vão criar um fosso tremendo face às consolas actuais. Torna-se por isso relevante um refrescamento rápido, e aproveitar-se os timmings de forma a se usar esta tecnologia o quando antes nas consolas torna-se essencial para que estas não percam relevância face ao PC. Aliás aplicar isto nas consolas antes dos PCs poderia ser um ponto de vendas tremendo pois teríamos uma consola com performance de PC topo de gama a um preço a que os PCs não poderiam concorrer!
Vamos analisar os rumores já publicados aqui na PCManias, do que é referido ser o hardware da PS5 e fazer algumas considerações teóricas baseadas num possível custo derivado da área do silicone!
- Arquitectura de GPU baseada na Navi
Basicamente aquilo que aqui na PCManias acreditamos é que o que existiria em 2019 não será um Navi puro, mas sim, tal como acontece nas consolas atuais, um GPU de uma geração anterior, alterado com tecnologia da que está para ser lançada, ou seja, para este caso, algo alterado com as novas tecnologias da Navi.
A Vega, actualmente já no mercado, será ainda a arquitectura vigente em 2019, mas será igualmente uma arquitectura que nessa altura terá dois anos e que como tal estará bastante acessível. Aqui a Sony poderá, e deverá, em 2019 conseguir um GPU semelhante em capacidades ao que a Microsoft criou no GPU da Xbox One X, mas em vez de uma Polaris alterada com novidades Vega, seria Vega baseado em alterações de arquitectura que apenas estarão disponíveis na futura Navi.
Mas porque motivo sentimos a necessidade de referir o GPU da Xbox One X? Por três motivos:
1 – Porque em 2019 o custo de produção de um GPU semelhante ao da X (aprox 6 Tflops), mas usando novidades das arquitecturas Vega e Navi deverá ter um custo semelhante ao GPU da X produzido em 2017, isto usando os mesmos 16 nm.
2 – Porque com o aparecimento dos 7 nm, este GPU, que na Xbox One X (16 nm) atinge os 6 Tflops, e se encontra inserido num APU com uma área de 359 mm2, poderá sofrer uma redução de tamanho, e consequentemente de custo.
3 – Porque graças ao Infinity Fabric poderemos colocar dois GPUs destes a criar um único GPU com o dobro da performamce.
Ora o custo deste GPU 2 em 1 acabará por depender principalmente do seu tamanho, o que vai estar relacionado com d número de compute units ali colocado. Mas considerando que a Sony mantêm o número de Compute Units em cada GPU semelhante aos usados no GPU da Xbox One X a dimensão do GPUs, nos mesmos 16 nm, mesmo com arquitecturas diferentes poderá acabar por ser bastante semelhante (apenas por simplificação de contas vamos considerar igual).
Daí que a questão passa apenas por se saber. Em quanto é que cada um destes GPUs semelhantes ao da Xbox One X poderia diminuir de área com a passagem para os 7 nm? E qual a redução de preços esperada? Essas são as questões fulcrais e às quais, felizmente, podemos obter essa resposta aqui neste artigo, e do qual destacamos a imagem que se segue com algumas indicações de valores que vamos referir (para os terem todos terão mesmo de ler o artigo):
Basicamente a GlobalFoundries no documento linkado refere que, em termos genéricos, a diminuição de 14nm para 7nm oferece um aumento de até 2,8x na densidade do Wafer, que se traduz num corte de área, na passagem de 14 nm para 7 nm, sempre superior aos 50% e, ou um aumento de mais de 40% na performance ou 55% de redução nos consumos energéticos (à escolha). Prevê ainda, caso nada altere isso, quer para mais, quer para menos, que o custo do chip seja reduzido em cerca de 45% em segmentos alvo ou de maiores produções.
Nota de última hora: Ao contrário do que diz o artigo de ontem da Eurogamer sobre esta mesma temática, que refere que os 7nm poderão ser mais caros que os 16 nm, estes dados da Global Foundries negam essa afirmação apontando para uma redução de custos na passagem de 14 para 7nm de pelo menos 30% e mais de 45% em segmentos alvo nos quais inserimos as consolas, uma das grandes fontes de receita da AMD, um valor que será ainda maior na descida de 16 para 14nm.
| Advertised PPA Improvements of New Process Technologies Data announced by companies during conference calls, press briefings and in press releases |
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| GlobalFoundries | |||||
| 7nm Gen 1 vs 14LPP |
7nm Gen 2 vs Gen 1 |
7nm Gen 3 vs Gen 1/2 |
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| Power | >60% | same* | lower | ||
| Performance | >40% | same* | higher | ||
| Area Reduction | >50% | none | yes | ||
| *Better yields could enable fabless designers of semiconductors to bin chips for extra performance or lower power. | |||||
Fosse a litografia nova a única novidade e o que teríamos? Os processadores a 14 nm poderiam reduzir o tamanho para metade, e alternativamente ter ou 40% de aumento de performances, ou ter 55% de redução no consumo. Nada de novo apareceria aqui, e certamente não estariam reunidas as condições para o lançamento de uma nova consola em 2019. Quando muito a Sony poderia passar o APU da sua PS4 Pro dos 16 nm para os 7 nm, elevar as velocidades de relógio 40% e equiparar as performances da consola à da XBox One X. Mas criar um APU para uma nova geração capaz de ter pelo menos o dobro da performance da X, estava fora de hipóteses a um preço acessível.
Agora com o Infinity Fabric presente a coisa muda de figura. Ao podermos reduzir os atuais APUs (16 nm) para menos de metade do seu tamanho (na realidade, dado que estamos aqui com 16 nm, poderíamos fazê-lo até 70% – ver tabela de baixo da TSMC, um produtor de CHIPs AMD), e ao termos ganhos nos consumos de 55%, podemos colocar dois GPUs no mesmo espaço pelo preço de um de 16 nm, e como bónus, ambos ainda teriam menores consumos energéticos do que o original. E tudo isso a um preço em tudo semelhante ao original pois a área não será superior.
| Advertised PPA Improvements of TSMC’s CLN7FF Nodes Data announced by TSMC during conference calls, press briefings and in press releases |
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| 7FF vs 16FF+ |
7FF vs 10FF |
7FF EUV vs 7FF |
5FF EUV vs 7FF EUV |
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| Power | 60% | <40% | 10% | lower | ||
| Performance | 30% | ? | lower | higher | ||
| Area Reduction | 70% | >37% | ~10-15-20% | tangible | ||
| HVM Start | ~Q2 2018 | – | ~H2 2019 | ~H2 2020 | ||
Dado que a GlobalFoundries fala em ganhos de 55% na redução do consumo, dado que o novo GPU até pode aumentar um pouco os consumos face à geração anterior (mas mesmo que mantenha não precisaríamos de poupar 55% mas apenas 50% em cada GPU o que ainda daria uma ligeira margem para boost em cada um), não fica a excluída de se poder acrescentar ainda alguma performance extra. Aliás, se bem se recordam, os últimos rumores da PS5, falsos ou não, referem valores para a Consola na ordem dos 14.2 Tflops, o que daria algo na ordem dos 7.1 Tflops para cada um dos GPUs, algo que não parece ser totalmente impossível.
Ora pegando então num GPU com as características e área em tudo semelhante ao usado na X, que usa um processo de 16 nm, ocupando uma área de 359 mm2, fazendo a devida redução de 70% anunciada para passarmos a 7 nm, este poderia descer para 107.7 mm2. Coloquemos dois lado a lado e ficamos com uma área de 215.4 mm2 ou 216 mm2.
Ora se tivermos em conta que o GPU da PS4 Pro, a 16 nm, ocupa 232 mm2, o que vemos é que a Sony conseguiria aqui um GPU com o dobro (ou mais) da performance do GPU da One X, ou seja, pelo menos 12 Tflops, utilizando uma área até menor do que a usada pelo GPU da PS4 Pro, e consequentemente a um preço semelhante ao do do APU dessa consola!
Há contudo um erro nestas comparações. É que na área acima referida quer para o silicone da X e da Pro temos incluída a área gasta pelo CPU e GPU. Daí que dado que o rumor refere uma alteração igualmente ao CPU temos de verificar qual a diferença de áreas dos CPUs para a somar aos 216 mm2 já calculados.
Voltemos por isso aos rumores:
- CPU Zen 8 núcleos
O que sabemos é que os núcleos Jaguar da PS4 e Xbox One, a 28 nm usam uma área de aproximadamente 26 mm2 cada, ou seja 52 mm2 o conjunto dos dois.
Dado que este foi um valor obtido em fóruns e não num artigo técnico, resolvi confirmar. Nesse sentido inseri um raio X da Xbox One, que possui 363 mm2 de área, possuindo os seus Jaguares a 28 nm, no Autocad, sem qualquer escala e medi a área do chip.
Como vêem a área deu-me 373160.6383, o que vamos fazer corresponder aos 363 mm2 da área total.
Medi de seguida a área de um CPU quad Core.
E obtive uma área de 28157.4377.
Ora aplicando aqui uma regra de três simples tenho que se 373160.6383 corresponde a 363 mm2, então os 28157.4377 corresponderão a X. E resolvendo, obtenho que X é 27,39075035262099.
Basicamente, dados os erros de colocação das linhas no autocad de forma manual , incluindo o facto que os cantos são arredondados no chip, mas na nossa medição medimos a direito (ver imagem de cima), validamos aqui os 26 mm2 referidos como sendo o valor real.
Infelizmente, a área a 16 nm não é um dado conhecido, e apesar de podermos tentar adivinhar ou até calcular da mesma forma usando o APU da Xbox One X ou da PS4 Pro, não vamos fazer isso. Vamos para já continuar e ver o que sabemos sobre os Zen.
Nos Zen de 4 núcleos sabemos por tabelas reveladas que eles usam, mesmo a 14 nm (uma litografia que é metade da dos Jaguar), uma área bem superior de 44 mm2. Ora sendo isto para cada um dos processadores de 4 núcleos, tal atira um conjunto de 2 processadores destes (8 núcleos) para os 88 mm2! Bastante superior ao usado pelos Jaguar!
Sedo assim, pelas tabelas de cima, os dois Zen a 14 nm, descendo para os 7nm, passariam a sua área para metade, ou seja, 44 mm2.
Dado que não sabemos qual a área dos Jaguar a 16 nm, vamos fazer um raciocínio que nos coloca garantidamente numa posição desfavorável, o considerar como zero a área dos Jaguar. Isso quer dizer que estamos perante o pior dos cenários possíveis, e que aos 216 mm2 anteriores teríamos de somar a totalidade dos 44mm2 para o cálculo da área do APU e não apenas a diferença entre os dois.
Mas mesmo assim, isso colocaria o APU nos 260 mm2, o que neste cenário de pior caso nos dá um chip com uma área pouco maior do que os 232mm2 do GPU da PS4 Pro, e menor que os 359mm2 do GPU da Xbox One X, sendo consequentemente, mais barato.
Conclusões
Naturalmente tudo o que está aqui são apenas números. Devido a uma série de fatores adicionais que não podem ser aqui contabilizados, mesmo havendo essa previsão oficial por parte da GlobalFoundries, não há forma de sabermos se o custo da aplicação da litografia de 7nm acabará por ser efectivamente perto de metade, podendo este valor variar.
Seja como for, perante os valores obtidos parece claro que, mesmo com a alteração da RAM para 16 GB GDDR6 (nesta primeira geração os ganhos da HBM são poucos face à GDDR6 bem mais barata) que forneçe, num bus de 256 bits, uma largura de banda de 576 GB/s (ver especificações Samsung), uma consola entre os 400 e os 500 euros com 12 ou mais Tflops, apesar da existência de muitos factores externos que podem alterar os custos para, tornando a coisa não viável, não é uma hipótese tão absurda para 2019 como muitos podem pensar, isto apesar de muito provavelmente não ser essa a data em que a consola será lançada, especialmente tomando-se em conta que a PS4 está bem e recomenda-se. Para além do mais, o que aqui é referido é válido não só em 2019 como para diante, sendo que mais tarde certamente estarão reunidas melhores condições para uma boa relação qualidade preço eliminando os “se” que nos levaram à nota inicial e à que se segue.
NOTA: Extrapolações resultantes de dados obtidos em websites diversos e dados de fabricantes, sendo que não nos responsabilizamos por informação errónea que possa ter sido fornecida, sendo as fontes devidamente linkadas.
De tomar em conta que como alertado no início, todo o artigo é 100% especulativo pois apesar de se basear em dados reais e fornecidos por fabricantes não toma em conta vários factores diversos e que não podem ser directamente e facilmente contabilizados que podem adulterar a realidade dos custos (seja para mais ou para menos).
Note-se ainda que estamos a lidar com valores teóricos, pois por exemplo o processo de 7 nm da TSMC ao, atualmente, não utilizar todas as características do mesmo acaba por ser algo semelhante aos 10 nm da Intel, o que torna o uso do termo 7nm em mero marketing. Espera-se porém que para finais de 2018, inicios de 2019 já todos os fabricantes tenham eliminado esta margem de segurança, e tenham abandonando aquilo que se denomina por “produção de risco”, passando à “produção em massa”.
Independentemente de tal, a TSMC revela que o ganho esperado para a segunda metade de 2018, face ao seu processo de 16 nm será o da tabela de cima, com uma redução de 70% na área do silicone. Repete-se a sua tabela:
| Advertised PPA Improvements of TSMC’s CLN7FF Nodes Data announced by TSMC during conference calls, press briefings and in press releases |
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| 7FF vs 16FF+ |
7FF vs 10FF |
7FF EUV vs 7FF |
5FF EUV vs 7FF EUV |
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| Power | 60% | <40% | 10% | lower | ||
| Performance | 30% | ? | lower | higher | ||
| Area Reduction | 70% | >37% | ~10-15-20% | tangible | ||
| HVM Start | ~Q2 2018 | – | ~H2 2019 | ~H2 2020 | ||
Resumidamente há uma série de “Ses” aqui presentes que tornam o artigo de cima, apesar de válido nas suas conclusões, um exercício que se pode revelar meramente teórico, pelo que se alerta que as considerações aqui tomadas não deverão ser tomadas como factuais, mas um mero exercício teórico sobre o que, teoricamente, seria possível criar-se em 2019 a preços acessíveis.
Dado que a 1ª geração da litografia deverá estar em pleno funcionamento e capacidade já em finais de 2018, percebe-se melhor as referências nos rumores a um possível lançamento da PS5 ainda este ano pois desta forma a Sony passaria à frente do lançamento de GPUs PC com a mesma tecnologia, tornando a sua consola muito mais apetecível ao ser lançada com especificações de PC topo de gama e a um preço que estes, nessa fase, não conseguiriam combater. Mas tal será difícil que aconteça, e mesmo um lançamento em 2019 não é uma garantia.