[mks_dropcap style="letter" size="90" bg_color="#ffffff" txt_color="#e64946"]I[/mks_dropcap] tempi cambiano, i siti passano ma X-Rays rimane sempre con voi. Le tradizioni bisogna portarle avanti ed è un piacere per me debuttare con una delle rubriche più seguite sul web in Italia anche sulle nuove pagine di Tell Me About Games - TMAG.it.

Detto questo, per chi non mi conoscesse, io, X-Rays, sono un tipo piuttosto eloquente, senza peli sulla lingua che attraverso speciali e rubriche cerca di fare chiarezza sul mondo Xbox, su cosa si nasconde sotto il profilo hardware e cosa ha in ballo per noi la grande M. Tra leak, rumor e alcune rubriche sull’hardware di Xbox One (molti basati su documenti ufficiali, altri frutto di approfonditi studi) cerco di portare alla luce tutti i segreti di questa nuova e mirabolante console.

Questo nostro primo appuntamento qui su TMAG.it vuole essere una sorta di maxi-riassunto delle puntate precedenti, apparse sul sito che mi ha lanciato. Abbiamo dibattuto su ESRAM, memorie, cloud computing, dual lane, TFLOPS, DirectX 12, sistema operativo e molti aspetti legati al chipset della console. Abbiamo toccato più punti, spesso in anteprima, trovando poi conferma successivamente con i comunicati ufficiali di Microsoft e diversi slide mostrati in importanti eventi come GDC 2014, BUILD 2014 e via su questa strada.

Per chi non mi conoscesse, quindi, un passaggio di questo tipo è doveroso e serve per avere un quadro generale su cosa sia effettivamente Xbox One, di come sia stata realizzata e delle sue caratteristiche peculiari.

Suddividerò questo lungo speciale in diversi capitoli, così in modo per i neofiti di andare subito a fondo sulla questione hardware della console. Come in molti ben sapranno, Microsoft ha realizzato l’intero SoC della console in collaborazione con AMD, acquisendone i diritti. Questo consentirà a Microsoft di rivendere a terzi il suo personalissimo System on Chip, disegnato a Redmond e realizzato poi da AMD, importantissimo partner costruttivo. L’intero progetto del solo SoC è costato qualcosa come oltre 3 miliardi di Dollari e conta solo della fase progettistica e realizzativa, escludendo le spese accessorie come controller, chip audio e Kinect, sviluppati e prodotti interamente da Microsoft. Una cifra piuttosto elevata che dovrebbe giustificare il ciclo vitale della console, fissato a 10 e passa anni dalla sua commercializzazione. Un hardware dunque a prova di futuro che dovrà durare nel corso del tempo e adattarsi in base alle esigenze.

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La bontà del chipset integrato in Xbox One è già evidente e dimostra come alcune scelte del produttore possano essere modificate al volo, semplicemente aggiornandone dev-kit e firmware. Kinect non più obbligatorio? Ecco che viene sbloccata la parte prima dedicata esclusivamente alle risorse GPGPU della console, con gli sviluppatori che hanno ora accesso a “tutto” il potenziale della console, nel caso in cui non si volesse utilizzare la telecamera. Attenzione, però: non è che tenendo il Kinect staccato si ottiene più potenza! No, il Kinect 2 dispone già di un suo processore e una memoria, questo consentirà di utilizzare comunque il Kinect nelle sue funzionalità di base, come riconoscimento vocale, gesture, snap-in e molte altre cose.

Bisogna utilizzare hard disk esterni? Un aggiornamento e la console è in grado di interfacciarsi con dispositivi USB per l’installazione dei giochi e di app. Arrivano le DirectX 12? Nessun problema, altro aggiornamento di sistema ed ecco che la console sarà completamente compatibile con le nuove API. Perché completamente? Perché le nuove librerie non sono ancora disponibili, anche se alcuni asset sono già inclusi nelle API proprietarie di Xbox One, che sono derivazione diretta delle DX 11.2.

[mks_pullquote align="right" width="300" size="24" bg_color="#ffffff" txt_color="#e64946"]Un hardware volatile che si adatta in pochi passaggi alle esigenze della casa produttrice[/mks_pullquote]

Insomma, un hardware volatile che si adatta in pochi passaggi alle esigenze della casa produttrice e ciò è reso grazie sia alla speciale configurazione hardware della console che al sistema completamente virtualizzato del sistema operativo.

Se ci avete fatto caso, Microsoft non ha ancora rilasciato dettagli specifici sul chipset di Xbox One, se non una manciata di slide e una ricca e interessante intervista al Digital Foundry, ma con molti elementi rimasti ancora segreti, o meglio, non diffusi.

La macchina è mossa da una CPU derivata dalla configurazione Jaguar di AMD, ovvero un processore da 8 core a 1,75 GHz, modificato però da Microsoft stessa in cui ha inserito diverse caratteristiche non presenti nel processore di base. Una customizzazione che è servita alla casa di Redmond per apportare una forte customizzazione anche sul versante GPU, memoria di sistema e alcuni elementi che saranno sfruttati nel prossimo futuro.

La GPU deriva dalla famiglia Sea Island, lavora a 853 MHz ma le similitudini finiscono qui, dato che tutto il processore grafico è stato, anche in questo caso, pesantemente modificato dagli ingegneri di Microsoft. La GPU può far leva su una veloce ESRAM di 32 MB effettivi (47 totali) in grado di trasferire dati in lettura e scrittura a oltre 200 GB al secondo. Questa memoria serve per velocizzare i processi provenienti dalla memoria di sistema, 8 GB DDR3-2133 a 256 bit implementata per poter rendere Xbox One un sistema multimediale veloce con la possibilità di multitasking vero (eseguire cioè due applicazioni in contemporanea e lo snap-in istantaneo da e verso più elementi, senza interruzioni).

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Le DDR3 lavorano a bassissima latenza e consumo energetico, sono idonee per i chunk di pacchetti di piccoli dati ma fanno fatica, causa bus che non va oltre i 68.3 GB al secondo, con i dati adibiti alla grafica. Questo “svantaggio” di banda viene così superato sfruttando proprio la ESRAM di sistema, allocata tra GPU e RAM di sistema (ma non diretta alla CPU), in cui è possibile far eseguire diverse operazioni, quelle ad accesso rapido, scelte dagli sviluppatori.

Al momento la ESRAM ha rappresentato un “collo di bottiglia” della console, questo perché non utilizzata a dovere o, nel peggiore dei casi, non presa in considerazione dai dev.

Fortunatamente le cose sono destinate a cambiare e già le ultime produzioni hanno portato ad un pareggio di prestazioni tra Xbox One e PS4: dopo i terribili lavori fatti con Battlefield 4, Call of Duty: Ghosts e altri titoli multiformato, la situazione è andata via via migliorando portando ad un pareggio tra i due sistemi con giochi tipo Wolfenstein: The New Order, EA Sports UFC, Tomb Raider: Definitive Edition, diversi titoli sportivi, Need for Speed: Rivals e molti altri ancora.

In più il potente chip interno adibito allo scaler (che upsacala immagini native sotto al Full HD ai 1080p) svolge un lavoro eccezionale e in casi come Watch Dogs, che gira a 792p su Xbox One e 900p su PS4, la qualità dell’immagine è elevatissima, quasi indistinguibile. Anzi, nei giochi non nativi, l’immagine di output di Xbox One offre texture migliori, più pulite e definite rispetto alla concorrenza (vedere anche Thief ad esempio…), soffrendo però di un aliasing un po’ più marcato (le scalettature dei bordi e delle linee diagonali).

CAPITOLO 1: CPU

La CPU di Xbox One è un 8 core Jaguar x86-x64 (due moduli da 4 core utilizzati contemporaneamente con 2MB 16-vie di L2 cache) customizzato, in grado di effettuare più operazioni per ciclo (6) rispetto alla CPU di PS4 (ferma a 2-3), tenendo presente anche la differenza in GHz, Xbox One ha il clock per core a 1.75Ghz mentre i core di PS4 sono bloccati a 1.6Ghz. La CPU di Xbox One è quindi già più veloce di un buon 10% rispetto alla rivale:

PS4 | 1.84 Tflops | CPU: 100 Glops Xbox One | 1.31 Tflops | CPU: 109 Gflops

Ogni core Jaguar ha 32K di 2-vie L1 I$ e 32K di 8-vie L1 D$. Entrambi i moduli sono coerenti e questa è una prima modifica fatta da Microsoft poiché la CPU Jaguar originale era prevista solo con un modulo a 4 core. Le due L2s sono quindi coerenti attraverso i due cluster e il resto del sistema, inclusa la GPU, ma non direttamente “indirizzabili” dalla CPU nell’ordine di gruppo di quattro.

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Un’altra modifica fatta dagli ingegneri di Microsoft è anche sul data-paths tra la CPU e il north-bridge della main board, completamente ridisegnati. Ritroviamo così la coerenza sulla memoria di sistema (ma non sulla ESRAM). In questo caso anche sia la cache L1 che la cache L2 sono state modificate e potenziate proprio per via della coerenza tra i due moduli da quattro core.

La CPU è collegata a quattro moduli 64b di RAM ognuno configurato da 2GB DDR3-2133 per una banda massima di 68GB/sec. CPU e memoria principale di sistema offrono una banda coerente di 30 GB/sec.

Infine la CPU, posizionata sul north-bridge del chipset, è anche coerente con i moduli GPU MMU e I/O MMU, un qualcosa che si aspetta su qualunque sistema che lavora moltissimo con i GPU compute.

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AMD ha ovviamente la sua architettura HSA/HUMA, che ritroviamo nei chip Kaveri/Kabini e che, slide alla mano, possiamo confermare anche nel chip di Xbox One, anche se modificato per via di altri fattori presenti (DSP, ESRAM, audio, Data Move Engine ecc.) e che andremo ad analizzare nel prossimo numero di Inside Xbox One.