Rykte: Specifikationerna för Xbox "Durango"

Sett en del kommentarer kring prestanda PS3 vs Xbox360. Som vanligt kan man visa precis vad man vill, vilket naturligtvis Sony och Microsoft använder för att visa att just deras konsol är snabbast.

Tittar man på CPU delen på varje konsol så har PS3 ca dubbla flyttalsprestanda jämfört med Xbox, PS3 har ~200 GFLOPS/s vs 100 GFLOPS/s för Xbox360.
Tittar man i stället på heltalsprestanda i CPU så är Xbox360 definitivt den starkare då den har 3 st PowerPC kärnor medan PS3 bara har 1 PowerPC kärna. Naturligtvis kan man köra heltal även på de 6 SPEer som är tillgängliga för spel, men SPE-erna är väldigt inneffektiva på att köra heltalskod. SPEerna är flyttalsmonster och anledningen till PS3ans enorma flyttalsprestanda.

200GFLOPS/s är faktiskt rätt OK även i dag, 4-kärnors Ivy Bridge når idag runt den prestandan i praktiken (är en teoretiskt siffra på PS3 men det går att komma ganska nära).

Men det låter rätt trist om det visar sig att Xbox-next kör på Jaguar. Enligt den information som finns har en Jaguar-kärna ca 15% högre IPC än Bobcat, som i sin tur har marginellt högre IPC än Atom... Skulle säga att varje 1.6Ghz Jaguar-kärna är ungefär lika stark som de 3.2GHz PowerPC kärnor som sitter i PS3/Xbox360, om något så är PS3/Xbox360 starkare räknat per kärna. 8 kärnor är naturligtvis fler än 3, men om PS4 har "Piledriver" kärnor så kommer den vara betydligt snabbare, både på flyttal och heltal även om den bara har 2 moduler.

Sandy Bridge har runt 4-5 gånger högre IPC än Atom, så säg att Piledriver har 2-3 gånger högre IPC än Jaguar. Piledriver kärnorna lär inte köras på 1.6GHz. Å andra sidan har jag sett rykten som hävdar att även PS4 kommer använda Jaguar-kärnor. Vi lär få se.

Varför inte bara läsa den här länken? http://www.neogaf.com/forum/showthread.php?t=184843 eller kanske se vad DICE gjorde för jobb för att utveckla BF3 till PS3? http://www.slideshare.net/DICEStudio...-playstation-3 eller kanske lyssna på vad Carmack tyckte när han utvecklade Rage? http://www.gamersmint.com/ps3-has-ti...e-john-carmack

Men man behöver inte lyssna på andra utvecklare eller ha ett devkit för att inse att det är komplicerat. Lite slutledningsförmåga räcker långt.

Låt oss gå igenom hårdvaran lite snabbt:

CPU
Till PC och 360 har du flera generiska CPU-kärnor. PS3 har en generisk CPU-kärna och 6st SPUer, som närmast påminner om beräkningsenheterna i ett grafikkort. Som många redan känner till är topprestandan man kan få ur GPGPU hög, men den passar långt i från alla arbetslaster. Det är därför vi exekverar spelen på våra processorer och grafiken på grafikkortet i PC-världen.

Grafikkort
Till PC och Xbox 360 har grafikkorten programmerbara shaders, det har inte PS3. Vill man ha motsvarande funktionalitet får man lösa det genom att koda för SPUerna.

Vill man köra med AA på 360 är detta billigt prestandamässigt eftersom 360n har 10MB edram som dedikerad framebuffer. Microsoft designade 360n specifikt för att kunna köra med AA sina titlar. På PS3 är AA en dyrare operation, därför löser man gärna detta på SPU-nivå, med lösningar liknande FXAA/MLAA.
Ett exempel på bra användning av detta är LA Noire: http://www.lensoftruth.com/head2head...oire-analysis/

RAM
På 360 har man en pool av ram på 512MB. Denna pool kan man fördela mellan cpu och grafik som man vill.
Till PS3 har man inte samma lyx, minnet är uppdelat i 256MB ram och 256MB vram. För att göra situationen bättre så kan faktiskt grafikkort mappa in ramminne, tyvärr till en bandbreddsförlust på 30-40%. Vill du mappa vram till ram är situationen ännu värre, läshastigheten är 16MB/s när CPUn ska läsa från vram. Därför kan man i praktiken bara utnyttja VRAM som en snabb mellanlagring åt ram, där man låter GPUn flytta minne mellan ram och vram åt CPUn.
http://www.theinquirer.net/inquirer/...re-slow-broken

OS
Sen ska vi inte glömma det inbyggda operativsystemet, det drar resurser med. PS3ans XMB använder 1 SPU och från början totalt 120MB minne ur ram/vram. På senare tid har minneskraven på XMB sjunkit, det senaste jag läste var 43MB ram och 7MB vram.
Dashboard till 360 drar 32MB ur minnespoolen.
http://research.scee.net/files/prese...ew_ACGI_09.pdf

Usecase
Så tillbaka till tanken att vi ska utveckla ett häftigt multiplattformsspel. Tänk BF3 eller GTA4. Spelet nyttjar många CPU-kärnor och vill så klart ha massor av ram och grafikminne.

På PS3 har vi bara en traditionell CPU-kärna, så redan här får vi problem. Vi måste lista ut hur vi ska kunna lyfta loss bitar av koden för att köra på SPU istället. Har vi tur finns det bitar av koden där detta går, har vi otur blir vi fast på huvud-cpun med för lite prestanda.

Vad gäller minnesmängden så har vi mindre minne att tillgå och detta är dessutom låst. Behöver vi extra VRAM är detta ganska lättlöst mot en prestandaförlust, mer RAM är däremot värre, eftersom vi endast kan låna VRAM som cache, inte utnyttja som ytterligare en minnesbank.

Grafikkortet har inte unified shaders, så vi måste hålla shaderanvändandet jämnt fördelat för att inte tappa prestanda. Behöver vi göra egna shaders måste vi utnyttja SPUs till detta. Ska vi köra med AA, bör vi utnyttja SPUs till det.

Även om PS3ans devkit löser många av dessa problem åt mig, så är det fortfarande så att hårdvaran är väldigt annorlunda och sätter en del begränsningar.

BF3 är ett utmärkt exempel på komplexiteten med att utveckla för PS3. Dice har papers (länkat längst upp) på allt häftigt de har gjort för att hämta prestanda ur Cell, men trots allt jobb blev slutresultatet hög input lag.







Beräkningsprestanda
Eftersom vi alla älskar siffror, låt oss hämta lite specifikationer från wikipedia och göra ett hypotetiskt benchmark. PS3an får utnyttja Cell och 360n får utnyttja CPU och GPGPU-funktionalitet (som PS3 saknar). Jag vet att PS3 har 7st SPUer, men under Linux eller spel är endast 6st tillgängliga eftersom 1 SPU är dedikerad till XMB och Hypervisor. 1 SPU är dock inte tillräcklig för att förändra "vinnaren" i prestanda.

Vi börjar med best case som är single precision.
360: 3x25.6CPU + 240GPU = 316.8GFLOPS
PS3: 25.6CPU + 6*25.6 SPU = 179.2GFLOPS (den sjunde SPUn är upptagen med XMB och hypervisor)
360 endast CPU = 76.8GFLOPS

Okej, så vi prövar i double precision, mig veterligen har Xenos inte stöd för detta eftersom R600, som bygger på Xenos, saknar det.
360: 3*6.4CPU = 19.2 GFLOPS
PS3: 6.4CPU + 6*1.8SPU = 17.2 GFLOPS

Något annat som ibland dyker upp i dessa diskussioner är antalet trådar som kan exekveras.
PS3 kör 2st trådar på PPE och 1 tråd per SPU, totalt 8st
360 kör 2st trådar per kärna (3st) och kan köra 3 trådar på gpgpu, totalt 9st

Jag hoppas detta slog hål på den långlivna myten om Cells överlägsna prestanda. Det är en riktigt häftig och annorlunda CPU, men det är ingen magi om man ser till vad den gör jämfört mot ett grafikkort. Man kan se den som en tight APU där GPU-delen delar minneskontroller med CPUn.

Om man ser Cell som en GPGPU märks det snabbt att den är åldrad. 200GFLOPs är lågt och blir omkört av Xbox 360, Radeon 2900 och Geforce 8800. I moderna kort mätt, Geforce GT 620 och Radeon 7450.

Blandade källor och länkar:
http://en.wikipedia.org/wiki/Cell_%28microprocessor
http://en.wikipedia.org/wiki/Xenos_%28graphics_chip%29
http://en.wikipedia.org/wiki/Xbox_360_hardware
http://en.wikipedia.org/wiki/PlayStation_3_hardware
http://www.ps3devwiki.com/wiki/CELL_BE
http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/8254159.stm
http://research.scee.net/files/prese...ew_ACGI_09.pdf

Konsolspel på Xbox 360/PS3 är som Angry Birds på en mobil, man kan lira det om man har tråkigt eller bara vill fördriva tiden.

"Spel som funkar out of the box".. men som fpsdroppar ner till 15 fps i 720p..

"Skön soffa med plats för flera".. jag är lika bekväm i min stol som i min soffa, och om man har besök sitter man ändå inte och lirar själv på konsollen så extra plats spelar ingen roll

"Luftig Angenäm Miljö".. har du datorn i sopnedkastet eller? Jag kör 3 skärmar på ett stort bord som städas regelbundet, knappt några sladdar syns ens

"Fin ljudanläggning".. knappast bättre än ett äkta 5.1 headset med 8 element som sitter direkt på öronen, skulle aldrig byta dom mot värdelöst hemmabiosystem (som man även väcker grannarna med om man ska höra var fienden är)

"Rummet används för musiklyssning".. därför kör man separat ljud, vem lyssnar på musik och spelar samtidigt? Jag själv kör musik och film med HTPC/Mobil, har ingenting med min speldator/konsol att göra.

"Bättre för ögonen och allmänt behagligare att titta på en stor TV som är 2-3 meter bort, än en skärm 2-3 decimeter bort".. Kanske för dig, men nog tvärt om för det flesta, ser man lite dåligt så är det betydligt behagligare att titta på en datorskärm en halvmeter bort skarpt än att se suddigt 3 meter ifrån en TV eller hur? (2decimeter loL?)

"Men jag ser en PC främst som ett arbetsredskap än en underhållningsmaskin".. PC är den ULTIMATA underhållningsmaskinen som någonssin skapats, du kan få 10 gånger mer underhållning från en PC än en laggig konsol

"Båda världar har sin charm och sina egenskaper".. nej, konsoler är inte bra för någonting alls, det enda jag ev kan tänka på är flerspelarläge på en skärm, som mestadels fasats ut idag. Du kan bygga en HTPC för samma pris som en Konsol! Som har bättre ljud, bättre filmuppspelningsmöjligheter, spela lättare spel (tex mobil), du kan surfa, du kan arbeta på den, du kan använda den som en backup dator, den låter mindre än en spelkonsol, drar mindre ström och mycket mer, the list goes on..

Du kan underhålla dina gäster i din soffa med ljudanläggning så mycket mer på en HTPC än med ett Xbox/PS, det enda konsoler är till för idag är för att underhålla barn som inte har pengar att köpa en PC för 10 tusen, eller för att man vill spela konsolexklusiva spel.

"Vissa av dem kommer inte ens till konsol heller".. precis som Konsolexklusiva titlar menar du? Det konsoller gör är bara att dela upp spelarna, för att tjäna pengar.

"En del får extra texturpaket och DX11-stöd".. 1 på 1000 kanske, alltså det argumentet är invalid, konsolspelen har cappat i princip VARENDA spel som släppts till PC dom senare åren

"Men detta ständiga gnäll är så överdrivet. Konsolspelare ska tydligen utrotas, utan någon vidare tanke".. Inte överdrivet alls, lägger tusenlappar på ny hårdvara för ett spel, låt säga Far Cry 3, dom visar gameplay innan spelet släppts, ser helt galet snyggt ut och krävande, men oj, när det släppts efter jag uppdaterat min hårdvara, så har dom bantat bort 30% av grafiken för att konsollerna inte orkade driva det, då kunde jag köpt ett inte lika kraftfullt grafikkort, tack för att ni kastade bort mina pengar..... t.ex.

Som sagt, i princip varje PC spel som släppts har blivit påverkat negativt av konsoller på något vis, över hälften lider av dålig konsolportning vilket gör det ett helvete för oss PC spelare, ibland fungerar inte vissa funktioner i huve taget, vi får buggiga trasiga spel, behandlas som idioter för vi lagt ut tusenlappar på hårdvara för vi är riktiga gamers, så får vi fula trasiga spel, är det konstigt att vi whinar? Nej.

"Varför kan inte de har sitt och ni ert?".. För att konsoller förstör för PC, hade PC spelen utvecklats separat, inga portningar, PC anpassat, lagt till t.ex. PhysX, DX11 osv, då hade vi inte haft något att klaga på, men nu limitas alla spel till konsoler då dom utvecklas i första hand till konsoller.. dvs "dom och vi"

Wall of Text

Som jag skrev ovan var mina siffror bara för CPU-delen, inte GPUn. Även om PPC-kärnan i PS3 är till väldigt stor del den samma som Xbox-360 (båda är in-order kärnor på 3.2GHz) så skiljer de sig i flyttalsdelen.

Siffran 25.6GGLOPS kommer från att AltiVec enheten har 128-bitars SIMD register som kan hålla 4 st 32-bitars flyttal. Maximal genomströmning av flyttalsoperationer genom AltiVec enheten är 1 instruktion mer cykel. AtliVec har stöd för FMA (Fused Multiply Add) vilket då ger en teoretiskt prestanda per kära på

4 st flyttalsoperationer per cykel * 2 flyttalsoperationer per cykel (add+mul) * 3.2GHz = 25.6 GFLOPS

men i Xbox 360 så har man även lagt till stöd för att utföra skalärprodukt av vektorer via en enda instruktion, inte helt på det klara med hur den instruktionen ser ut men den teoretiska flyttalsprestandan som brukar uppges för CPUn i Xbox360 är den man får via denna funktion och ligger på 115.2 GFLOPS.



Man diskutera huruvida PS3ans SPE-enheter ska räknas till CPU eller ej. Rent tekniskt sitter de integrerade på CPUn och även jämfört med dagens high-end GPUer så är en SPE betydligt mycket mer lik en generell CPU och kan därmed användas till betydligt fler saker, att då jämföra den direkt med en GPU blir verkligen äpplen-mot-päron. Exklusiva titlar använder SPE till alla möjligt saker som man normalt sätt gör på CPUn, exempel är AI, kollisionsdetektion. Man kan även utföra de per-vertex operation som normalt utförs i GPU via SPE, men det går inte allt (effektivt) utföra per-pixel operationer via SPE.

Problemet med att utnyttja PS3:an fullt ut är dels att det är svårt. T.ex. så har varje SPE ett separat utrymme som den jobbar i och det utrymmet är bara 256kB och ska då rymma båda programmet som körs och data. Man får sedan via PPC-enheten styra det hela med att ladda program/data till SPE-enehterna (data kan även skickas från SPE till annan SPE eller till GPU/PPC). Ett större problem är att PS3 är stark på vissa väldigt specifika saker och om man utnyttjar dessa till 100% så kan man glömma att det går att porta spelet till Xbox 360 då den helt enkelt inte har tillräckligt med "general purpose" kraft då dess något kraftigare GPU inte skulle gå att använda till att kompensera för detta. Det skulle även ha varit ett problem att porta till PC under lång tid, då inte heller den plattformen tidigare kunde matcha den typen av beräkningskraft (idag är det inget problem).

Det är därför inte en total lögn att hävda att PS3 är mycket kraftfullare än Xbox 360, men ytterst få spel har utnyttjat PS3 styrkor fullt ut. Finns några exklusiva titlar som faktiskt är rätt imponerande ur vissa aspekter och som man definitivt inte skulle kunna porta till 360 utan att förenkla dem.

Så när jag skrev att PS3 står sig väl även idag så var det bara med avseende på CPU-delen i flyttalsintensiva applikationer. Teoretiskt flyttalsprestanda på en 4 kärnors Ivy Bridge @ 3.6GHz är 230 GFLOPS, vilket ändå är i samma härad som PS3. Däremot är det betydligt mycket enklare att nå nära 100% av den siffra på Ivy Bridge (finns program som i praktiken når >95% av den siffran). Visst kan man nå liknande effektivitet även på PS3 i program som bara har som syfte att visa att det går, men i program som faktiskt utför vettigt arbete blir det extremt svårt att nå riktigt hög effektivitet då 8 trådar (2 PPC + 6 SPE) ska samarbeta. PPC trådarna och de olika SPE trådarna delar ju inte ens adressrymd för data...

Samma sak gäller faktiskt GPUer. De har väldigt imponerande teoretiska siffror och det går att skapa grafiska effekter som kommer hyfsat nära de siffrorna. Men när man använder GPUn som lite mer generisk enhet (GPGPU) så kommer man inte i närheten av de teoretiska siffrorna i nära nog alla fall, så skillnaden i faktiskt prestanda mellan en modern CPU med AVX och en modern GPU är betydligt mycket mindre än de teoretiska siffrorna skvallrar om.