Xbox One: Arbeitsspeicher-Performance in der fertigen Konsole deutlich besser

Microsoft teilt Entwicklern mit, dass die ESRAM-Bandbreite bis zu 88 Prozent höher ausfällt.

Gut informierte Entwicklerquellen haben gegenüber Digital Foundry angegeben, dass das im Xbox-One-Prozessor integrierte ESRAM deutlich leistungsfähiger ist als Microsoft während der Pre-Production-Phase der Konsole dachte. Die Datendurchsatzrate sei in der finalen Hardware bis zu 88 Prozent höher.

Und Bandbreite ist bei der Xbox One in jedem Fall willkommen, was an dem langsameren DDR3-Arbeitsspeicher der Konsole liegt, der sich im Vergleich mit den 8 GB GDDR5 der PlayStation 4 nicht gut schlägt. Mit den 32 MB "embedded static RAM" sollte der Xbox-One-Prozessor diesen Unterschied ausgleichen und bisher dachte man, die Datendurchsatzrate liege theoretisch bei maximal 102 GB/s - nützlich, aber dennoch deutlich hinter den 176 GB/s aus dem RAM-Setup der PlayStation 4. Da man nun einen nahezu fertigen Prozessor hat, korrigierte Microsoft seine Angaben deutlich nach oben und teilte Entwicklern mit, dass nun theoretisch bis zu 192 GB/s möglich sind.

Aber wie konnten Microsofts eigene Tech-Teams die Fähigkeiten ihrer eigenen Hardware so deutlich unterschätzen? Nun, nach Angaben unserer Quellen, die von Microsoft informiert wurden, basierte die ursprüngliche Bandbreiten-Angabe auf einer recht simplen Berechnungsmethode - man multiplizierte die 128 Bytes pro Takt mit der GPU-Geschwindigkeit von 800 MHz und erhielt dann die zuvor angegeben 102,4 GB/s. Dies dürfte bei separaten Lese- und Schreibbefehlen, die an das ESRAM gesendet und von ihm ausgegeben werden, weiterhin zutreffen. Allerdings haben die Microsoft-Techniker beim nahezu fertigen Prozessor herausgefunden, dass die Hardware simultan lesen und schreiben kann. Offensichtlich gibt es während der Berechnung "Schlupflöcher", die man für zusätzliche Operationen nutzen kann. Die theoretische Spitzenperformance ist eine Sache, aber tatsächlich glaubt man, einen Datendurchsatz von 133 GB/s mit "alpha transparency blending operations" (FP16 x4) erzielt zu haben.

Diese Neuigkeiten stehen nicht mit vorherigen Gerüchten im Einklang, wonach es beim ESRAM des Xbox-One-Prozessors Produktionsprobleme gegeben habe, was wiederum zur Folge hatte, dass man angeblich die Taktrate der GPU senken musste. Das würde bedeuten, dass die Lücke zwischen den Grafik-Komponenten von Xbox One und PlayStation 4 noch größer wäre. Von unseren Quellen weiß niemand etwas von etwaigen Produktionsproblemen, allerdings arbeiten sie an echten Xbox-One-Titeln und wurden nicht über irgendwelche Probleme mit möglichen Einflüssen auf die Performance informiert. Ihres Wissens nach beträgt die Taktrate der GPU auch weiterhin 800 MHz und die Hauptprozessor läuft mit 1,6 GHz. In beiden Punkten wäre man damit gleichauf mit der PlayStation 4.

"Die theoretische Spitzenperformance ist eine Sache, aber tatsächlich glaubt man, einen Datendurchsatz von 133 GB/s mit bestimmten ESRAM-Operationen erreicht zu haben."

Eine Performance-Analyse der auf der E3-Pressekonferenz von Microsoft präsentierten Live-Gameplay-Demo von Ryse: Son of Rome. Unseren Informationen zufolge arbeitet Microsoft nach wie vor an der Verbesserung der Treiber-Performance, wodurch diese Einbrüche unter 30 FPS in der fertigen Fassung hoffentlich der Vergangenheit angehören. Beachtet bitte, dass die finale Sequenz mit ziemlicher Sicherheit vorgerendert ist, weswegen man in dieser visuell komplexen Szene eine absolut stabile hat.

Was bedeutet das alles für Multi-Plattform-Titel, die auf beiden Next-Gen-Konsolen erscheinen? Unseren Infos nach folgen Entwickler für die Launch-Titel eher dem konservativen Weg, während weiterhin an den Dev-Tools gearbeitet wird. Das ist offensichtlich mehr ein Problem bei der Xbox One, bei der die Microsoft-Entwickler noch immer damit beschäftigt sind, deutliche Performance-Steigerungen von einem XDK-Release zum nächsten zu erzielen. Unsere primäre Quelle gibt an, dass die Entwickler Performance-Ziele festlegen, die die Treiber früher oder später erreichen sollten. Wenn man an die stotternde Performance einiger Xbox-One-Titel auf der E3 denkt, etwa Cryteks Ryse (neben anderen), sind das definitiv gute Nachrichten.

Weiterhin sieht Microsofts Strategie beim Betriebssystem der Xbox One und der unterstütztenden Software so aus, dass man erst alle Features integriert und sich erst dann aggressiv um die Optimierung bemüht - ein Prozess, der derzeit andauert und auch nach dem Launch weitergeführt wird. Da das Performance-Level beider Next-Gen-Konsolen im Moment noch so etwas wie ein bewegliches Ziel ist, werden echte Unterschiede womöglich erst sichtbar, wenn Entwickler mit ausgereiften Tools und Bibliotheken arbeiten können. Dann wäre es möglich, dass wir ambitioniertere Titel auf der Xbox One in einer niedrigeren Auflösung sehen als auf der PlayStation 4.

Allerdings ist es auch noch früh und bislang bewegen beide Geräte auch weiterhin auf weitestgehend unerforschtem Terrain - selbst bei denen, die schon lange mit der Prototyp-Hardware arbeiten. Microsoft sagt den Entwicklern, dass das ESRAM für Grafik-Elemente gedacht ist, die eine hohe Bandbreite erfordern, etwa shadowmaps, lightmaps, depth targets und render targets. Aber wie schwierig wird es für Entwickler in einer Welt sein, in der Killzone: Shadow Fall alleine 800 MB für render targets reserviert, mit gerade mal 32 MB an schnellem Arbeitsspeicher für ähnliche Funktionen zurechtzukommen? Die leistungsstarke Audio-Hardware der Xbox One - die auf den Namen dubbed SHAPE (Scalable Hardware Audio Processing Engine) hört - sollte unterdessen einen fantastischen Job in puncto HD-Surround-Sound erledigen. Eine Aufgabe, die bei den Current-Gen-Konsole aktuell eine Menge CPU-Leistung schluckt. Wie schlägt sich die PS4 hier? Und wie viel Einfluss hat der GDDR5-Arbeitsspeicher - großartig für die Grafik - im Vergleich zum niedriger getakteten DDR3 der Xbox One wirklich auf CPU-Aufgaben?

Obwohl die nächste Konsolengeneration endlich in wenigen Monaten erscheint, werden die Launch-Games doch hauptsächlich auf unvollständiger Hardware entwickelt worden sein - und das ist etwas, was man den bisher gezeigten Titeln deutlich ansieht. Auf dem Papier hat Sony weiterhin einen klaren Vorteil, was sich aber in der Qualität der Spiele auf der E3 nicht wirklich zeigte. Anhand dessen, was wir über den Ansatz bei der Next-Gen-Entwicklung hören, dürfte es wohl eine ganze Weile dauern, bevor sich irgendwelche theoretischen Vorteile auch wirklich in einem besseren Bildschirm-Erlebnis manifestieren.

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Über den Autor:

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.

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