游戏机本身也是一件科技产品-PS5与Xbox series X芯片设计再分析

2021-08-28T10:08:48+00:00

标题引用up主GT小新的签名，对喜欢了解主机架构解析的朋友强推这位up主

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推主FritzchensFritz时隔半年重新对PS5的芯片进行了一次摄影，而这次摄影带来PS5芯片更高分辨率的布局。接下来口语化推主Locuza的推论和注释对比PS5对比Xbox series X芯片相关设计的优缺点。

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PS5以及Xbox series X的芯片布局对比：
1.年初die shot能观察到PS5 CPU中的的FPU比起移动端zen2明显要小，初步判断砍了FPU。现在由于有高分辨率的图片以及AMD 4700S(PS5同款芯片，屏蔽GPU只剩下CPU部分可用)看来不是砍了FPU，而是进行了缩小(似乎仍然包含大部分逻辑，只是塞进了更少的空间)。但是会造成zen2原本存在的积热问题更加严重(所以上了液金？)，ISSCC2020微软曾经说过Xbox series X芯片发热重灾区不在GPU部分，而在CPU部分，而FPU发热更是重中之重。不太理解SIE这一波。Xbox series X的CPU则是非常完整的移动端CPU架构，考虑到大多数情况是作为微软云服务器的soc，所以微软未对芯片进行优(删)化(减)
2.GPU部分(即泥潭最熟悉的RDNA2)：Xbox series X一共有28组WGP即56个cu，屏蔽两组即实际52个cu。PS5一共20组WGP即40个cu，屏蔽两组即实际40个cu.可以看出前者芯片面积大于后者芯片面积。屏蔽两组目的为保证良率。(更多的计算单元，这也是Xbox浮点比PS5更强的主要原因，基本决定了Xbox的分辨率普遍比PS5要强)
PS5和Xbox series X的渲染前端(几何能力相关)布局看上去一致：每个着色器引擎 2 个原始单元，2 个光栅化器。
而泥潭最关心的Xbox series X的Mesh shader以及PS5的Primitive shader(这两涉及到渲染前端)之争Locuza也进行了相关解答

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大家彼此彼此.jpg
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这里是楼主对RDNA2架构理解加上两人的分析口语化推论：PS5和Xbox series X的渲染前端布局目测跟RDNA1渲染前端布局一致

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(Xbox series X对比RDNA1(Navi10，Navi12)，RDNA2)
而RDNA2架构，DX12U的Mesh shader实际是映射在Primitive shader运行(编译后实际还是Primitive shader在跑)

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[url]https://www.chiphell.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2277636&mobile=2[/url]
RDNA1的Primitive Shader除了流水线最大的技术问题是只能由驱动生成，无法让程序员控制(Mesh Shader有一套完整的API供程序员使用)。虽然Xbox series X的渲染前端布局目测跟RDNA1渲染前端布局一致，但是能够运行Mesh Shader，唯一的可能就是前端里面的IP blocks有所不同。而PS5的Primitive shader更显然已经是改进过的版本了，为程序员提供了接口。(MarkCerry曾经在The Road to PS5提到过PS5对三角形还有其他图元的处理可完全编程操作，与前面提到过不符合)。基本上可以把Xbox的Mesh Shader等同于PS5的Primitive Shader。
而PS5和Xbox series X最大的不同在于渲染后端。前者使用了RDNA1设计的渲染后端(64Color Rops以及256个Z/Stencil Rops)，后者使用了RDNA2渲染后端(64Color Rops以及128个Z/Stencil Rops)。而PS5设计与Xbox series X的渲染后端设计各有各优缺点。前者拥有更多的Z/Stencil Rops，高频2.23Ghz带来了更强的Rops吞吐量但是缺少VRS(可变速率着色)以及更多晶体管即带来更多的热量。后者带来了VRS(可变速率着色。微软真的很喜欢VRS，他亲爹英伟达几乎把VRS抛弃了)，更少的热量但是更是更少的Z/Stencil Rops。由于Z/Stencil Rops数量并没有翻倍，所以这将导致同频下Xbox series X的深度像素填充率只有PS5的一半(更何况后者的频率比PS5大得多)

PS5应该没有机器学习相关能力，不支持相关点积指令以及DP4a 指令(不支持英特尔XeSS上采样技术)而且对Shader特别进行定制削减了机器学习相关能力。可以看出索尼对机器学习实在不感冒，说个冷知识PS4pro的机器学习能力甚至比PS5还强(Xbox series X有机器学习能力，但目前仍需要等待新API投入才能使用，估计时间还要很长一段时间)
可以看出PS5的着重点是利用高频带来整体提升，认为较小规模但是高频率的gpu core开发效率更好。而Xbox series X的着重点则是比较正常思维的多计算单元+一般的频率(在RDNA2架构算得上比较低了)

虽然PS5没有进行分辨率上采样的机器学习能力，但是在上采样技术百花齐放的今天：虚幻5的Time Super Resolution。AMD的FSR，索尼自家的Temporal?Injection等等，不使用机器学习也能够使用上强大的上采样技术

DisPlume

由此可见，很多人觉得任天堂也应该搞机能。其实设计包括魔改芯片都是集团才能承担的工程。或者手机商这种一年卖一个亿或者几千万台，还不用自己做软件的暴利公司。作为主机商，5年卖出去8000万就烧高香的，比如任天堂根本就没有能力，下去趟这潭混水就是钱打水漂，和世嘉这种单体公司一样作死。

kin

gt小新这up唯一的黑点就是给小鸡模拟器的手柄做过推广还是看了他的视频发现他真的很为psv失败而不甘心

lazin!

感觉除了CPU以外大部分内容似乎都是秒帝之前聊过的
[s:ac:怕][s:ac:怕]

话说4700S那台机器发售了么？

lazin!

[quote][pid=545561675,28274218,1]Reply[/pid] Post by [uid=60179072]r6fans[/uid] (2021-08-29 18:43):

虽然PS5没有进行分辨率上采样的机器学习能力，但是在上采样技术百花齐放的今天：虚幻5的Time Super Resolution。AMD的FSR，索尼自家的Temporal?Injection等等，不使用机器学习也能够使用上强大的上采样技术[/quote]1：索尼的时间注入只有失眠组和顽皮狗会，别的组清一色棋盘渲染(虽然索尼第一方CBR质量也很高，但是还是基于空间的算法，效率不行，只能分辨率x2)

而第三方更加惨淡，最多会个棋盘渲染，并且效果往往还不咋地
换言之索尼的插值方案普及率太低，不太行

至于FSR，PS5好像已经支持了吧，但是不太看好这技术，支持不支持就那么回事吧
除非索尼搞CBR结合FSR，但是现在索尼已经开始尝试CBR结合TAA了(空域+时域)，再玩CBR+FSR这种空域+空域的插值，似乎没啥意义

2：分辨率插值这东西太重要了，DLSS轻松插出四倍分辨率，AMD传统性能再强也经不起这么玩
外加今年NV开始大力推广DLSS，绝大多数新出的3A，以及很多之前流行的3A都开始支持DLSS，这下在以前以普及率来否定DLSS的理由都没有了
所以我现在对A卡的未来抱相当悲观的态度

以前显卡就传统性能，拿LOL来说就是只有中路对线，NV从图灵开始引入DLSS和RT，就相当于开辟了上路和下路

而AMD现在下路对不过(指代RT)
中路传统性能AMD 5. 5对NV 4. 5(性能很接近，但是AMD功耗低，所以A卡略胜一筹)
上路AMD压根没人或者说只有个猫咪(指代插值算法)

就这A卡怎么打NV啊
[s:ac:哭笑][s:ac:哭笑]

3：我不是很看好本世代基本主机的ML性能

首先PS5这块机器学习姑且按照你主贴说的，机器学习性能很差(话说关于这点有什么资料么？)
而Series X在设计之初考虑到了这一点，所以具备一定的ML性能

但是AMD的东西……AMD自己在RDNA2都没布局机器学习这一块，所以用了RDNA2架构的Series X就算支持ML，ML性能也不会怎么样
如果和竞争对手NV对比，ML这块结果肯定比AMD的光追还惨

顺便一提
微软的DXML还有一定时间才出来，很有可能推出后过了2年，甚至1年，两家半代升级主机就要出了
届时半代升级主机在RT和ML上肯定有所改进(AMD架构升级)，PS也有极高的可能性拥有ML性能
并且我觉得两家主机机器学习的对比重心，是两台半代升级机型，而不是试水ML的SeriesX对比PS5……

lazin!

[quote][pid=545603798,28274218,1]Reply[/pid] Post by [uid=62169574]nunmdke[/uid] (2021-08-29 22:02):

由此可见，很多人觉得任天堂也应该搞机能。其实设计包括魔改芯片都是集团才能承担的工程。或者手机商这种一年卖一个亿或者几千万台，还不用自己做软件的暴利公司。作为主机商，5年卖出去8000万就烧高香的，比如任天堂根本就没有能力，下去趟这潭混水就是钱打水漂，和世嘉这种单体公司一样作死。[/quote]老任也有自己的定制，但是是基于自己的需求，还是NV负责定制底层API，就不得而知了
老任自己不会提这些事，不像索尼和微软，所以很难知道

另外老任只要抱好NV大腿，和NV一起推广DLSS，依赖于DLSS，老任想搞个家用主机在画面上等同于次世代主机基础机型是很现实的
只要适配的好，DLSS就是这么强

KardiiYak

[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202108/30/biQ176-jeduKxT3cSu0-3p.jpeg[/img]
泥潭之前嘲讽了大半年，闹半天大家都是RNDA1.5呀原来？[img]http://img.nga.178.com/attachments/mon_201209/14/-47218_5052bc4cc6331.png[/img]

话说烂ip对游戏本身也有正面作用吗关于《这游戏也太真实了》这本书的一个疑问游戏本身还行，希望策划给力如果游戏本身帧数跑不到144，165的话，高刷显示器还有加持吗？ [破事氵]抛开游戏本身不谈这波宣发力度是否超越了舟舟游戏发展越来越快，而讨论的东西越来越不是游戏本身了不讨论游戏本身，原神算不算是一波成功的文化输出，教欧美人怎么做游戏 bar是不是必须游戏本身支持才有用的比沉迷游戏本身更可怕的事，游戏绑架了小孩的社交

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