Details architectuur grafische chip Xbox 360 besproken

Op Beyond3D is een uitgebreid artikel verschenen waarin wordt ingegaan op de architectuur van de grafische processor van de Xbox 360. De grafische processor is ontworpen door ATi en gaat door het leven onder de ‘Xenos’-codenaam. Vanwege het feit dat ATi zowel de grafische chip voor de Xbox 360 en de Nintendo Revolution heeft ontworpen stond het bedrijf onder strikte NDA’s, zelfs binnen het bedrijf mochten details over de architecturen niet uitgewisseld worden. Met de officiële introductie van beide consoles zijn verschillende NDA’s verstreken en kreeg Beyond3D de kans om met enkele belangrijke ontwikkelaars van de Xenos-chip te spreken.

Zoals bekend bestaat de Xenos uit een tweetal verschillende chips. De eerste chip is een shader array bestaand uit 48 ALU’s die zowel vertex als pixel shaders kunnen verwerken. De tweede chip bestaat uit 10MB eDRAM-geheugen en logica om verschillende basisoperaties praktisch gratis uit te kunnen voeren. Hieronder vallen FSAA, z- en stencilbuffer-operaties en alphablending-operaties. Onder andere vanwege het feit dat de z-operaties door de chip met het eDRAM-geheugen uitgevoerd kunnen worden kan een displacement mapping algoritme in een enkele pass uitgevoerd worden. Een ander, bekender voordeel, is het gratis kunnen uitvoeren van FSAA.

Een interessante feature van de Xenos-architectuur is de Memexport-instructie. Met deze instructies kan de grafische chip direct vector data richting het systeemgeheugen pushen en pullen. Hierdoor kan de grafische chip ook ingezet worden als een soort van supersnelle floating point coprocessor. Het zou bijvoorbeeld mogelijk zijn om de GPU te gebruiken om de natuurkundige berekeningen uit te voeren die nodig zijn voor een realistische interactie tussen objecten. In het artikel wordt ook verder ingegaan op andere aspecten van de GPU waar tot op heden nog weinig over bekend was. Besproken worden onder andere het stroomgebruik en de features die aanwezig zijn om deze te minimaliseren. Verder komen aan bod het threadmanagement dat moet voorkomen dat de shader units zonder werk komen te zitten, hoe de features van de chip zich verhouden met de huidige generatie grafische chips voor de pc, de organisatie van de pipeline en de verwerking van textures.

Uit het artikel blijkt dat de architectuur van de Xenos wezenlijk verschillend is van de architectuur van de huidige generatie videochips voor de pc. Tevens zijn er goede redenen om aan te nemen dat de architectuur in veel gevallen efficiënter en sneller is. Desondanks is het niet te verwachten dat we een dergelijke chip binnenkort ook in de pc kunnen stoppen. De Xenos heeft verschillende features die niet gebruikt kunnen worden met DirectX 9.0c, maar mist daarentegen verschillende belangrijke features voor WGF 2.0. Desondanks is wel te verwachten dat een vergelijkbare architectuur in de toekomst geïntroduceerd zal worden voor de pc, echter niet op de korte termijn.

Reacties (48)

[MPAnnihilator]

Dat de ene afdeling van Ati bezig was voor de Xbox360 , en de andere afdeling voor de Revolution en met mekaar geen informatie uitdeelden kan ik toch moeilijk geloven hoor !



't Klinkt wel super professioneel en leuk voor marketinggeblaat , maar dit lijkt me echt geen intern wedstrijdje binnen Ati tussen 2 ontwikkelingsteams, over wie nu de beste chip zou gaan ontwerpen...

Er zal wel zo weinig mogelijk gelekt zijn naar het Nvidia kamp , maar intern Ati, zou geen communicatie tussen beide teams, alleen maar nadelig zijn voor Ati zelf lijkt mij...

[Luxx]

Ik denk dat het wel mogelijk is dat er 2 teams naast elkaar werken.. maar er zijn vast wel 'bazen' die van beide teams wat gegevens hebben, die naast elkaar leggen, en indien nodig hier en daar wat bijsturen. ATI kan het niet maken de 'beste betaler' een niet significant beter product te bieden dan het 'budget ontwerp'. Maar als Nintendo of MS nog eigen inbreng, vragen of eisen gehad heeft dan zullen ze dat wel apart moeten houden.

[Jogai]

Vanwege het feit dat ATi zowel de grafische chip voor de Xbox 360 en de Nintendo Revolution heeft ontworpen

Wel lekker van 2 walletjes mee eten, en dat is toch wel knap.

[Anoniem: 135018]

Je moet vanafgaan dat ATI heeft iets als Reputatie...
het lijkt niet op een eerste jaar hschool projectje...

Verder de arch van beide consoles zijn erg verschilend dus het heeft geen nut om hetzelfde graphics chips te gebruiken.

[Anoniem: 37180]

Vergeet niet dat Microsoft zelf het ontwerp van de GPU (en van de CPU) voor de Xbox 360 bepaald heeft. Ze hebben hiervoor de kennis van ATI en IBM ingehuurd maar alle blueprints zijn eigendom van Microsoft. ATI en IBM mogen de GPU en CPU nu produceren maar zodra iemand dat goedkoper kan kan Microsoft als eigenaar van de ontwerpen daarvoor kiezen. Vandaar de strikte NDA en vandaar dat ook binnen ATI geen informatie gedeeld mocht worden. Het intellectueel eigendom is van Microsoft (niet van ATI of IBM)

[Sinlath]

is toch perfect?

onderlinge concurrentie komt de ontwikkeling alleen maar ten goede.

beiden teams willen misschien wel hele mooie dingen voor hun klant neerzetten.

[108886]

ik heb nu nog steeds geen echte ingame screens gezien van noch xbox 360, noch ps3 (dus dat je echt iemand ziet spelen, met health-hud of dwaze bewegingethjes en sprongetjes, dus niet zoals in de killzone 2 techdemo die verbluffend gaaf was, maar zo toch onmogelijk speelbaar is)

alleen maar techdemo's waar het meteen tot zijn max werd gedreven, ik vraag me toch af of de echte ingame grafische capaciteiten meteen zoveel hoger gaan liggen dan bij xbox (1)... oké mss gewoon wat meer polygonen en grotere textures, maar zo de echte jawdropping beelden.... ? ik vrees dat we erop zullen kunnen wachten tot de ware kracht wordt ontdekt door game-devs

want als je ziet wat ze nu nog uit die schamele ps2-bak kunnen trekken! (gta:sa, nfsu:2, gt4,...)
echt wel hoedje af!

ben dus echt benieuwd hoe de topgeneratie eruitzal zien... want vergelijk gT2 (ps2 right?) eens met GT4? toch ook weer een prachtige sprong voorwaarts hé

oja... "gratis fsaa" klinkt schitterend! kunnen ze dat ook niet op pc-grafische kaarten inbouwen? dan speel ik wel op 1024*768 met 8x fsaa

[nr12]

tja dit zijn ook van die techdemo's van de E3,.

http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=abde1e02-b529 -469e-ae6a-7417fcde9e12&displaylang=en

maar bij bijvoorbeeld call of duty kan je wel wat ingame zien,.. en wat de kracht is er van. (deze filmpjes op die site zijn trouwens van hoge kwaliteit).

[Sharky]

wat ik vooral interessant vind en wat jij eigenlijk al zegt is na een jaartje of 2-3 ontwikkelaars echt grafisch hoogstaande games gaan afleveren. De meeste trukjes en workarounds zijn dan al bekend in tegenstelling tot niet volledig gebruik maken van de capaciteit van vrijwel alle launchgames. GT2 is trouwens een PSX titel dus dat verschil is inderdaad erg groot.

[108886]

gt2 --> psx : whoops, my mistake maak daar maar .... uhm wwf wrestling crap van zo een van de eerste games op ps2

maar idd mijn bedoeling om aan te duiden, stel dat ze er alle mogelijke grafische binnenwegen en tweaks in ontdekken om méér moois met minder kracht te creëren...

[Anoniem: 50702]

De unreal demo speelde hij zelf, net zoals de gene met die badeentjes en die nieuwe eyetoy, met die 2 glazen water.

-ps-

Voor de ps3 dus.

[Kurticy]

Zeker ook een "gratis" online translator gebruikt voor dit nieuwsbericht?

Sorry, kon het niet laten. Het staat nu zo kneuzig geformuleerd. Alle genoemde opties zijn alles behalve gratis!

[dadj]

iets wat "duur" is staat in gamedesign slang voor resource vretend (bijv. video geheugen). "Goedkoop/Gratis" betekend dus dat iets weinig of geen recources kost.

[Anoniem: 4137]

Een ander, bekender voordeel, is het gratis kunnen uitvoeren van FSAA.

In latere versies van de console wordt een creditcard slot voorzien en zal je voor alle rekenwerk extra moeten bijbetalen.

[Sentry23]

Precies, dat vraag ik me dus al de hele tijd af. Dat 10 MB buffer is leuk, maar alleen al een FSAA buffer op HDTV resolutie is 'ietsje' groter dan 10 MB. Dat betekent dus dat het beeld stukje bij beetje moet worden opgehaald uit het werkgeheugen voordat FSAA kan worden uitgevoerd zodat de FSAA zelf niet veel kost per blok, maar die blokken wel van en naar het gewone geheugen moeten worden getransporteerd. (FSAA buffer -> embedded geheugen -> frame buffer). Niet gratis..

[CJ]

Misschien helpt het om het artikel ook even zelf te lezen. Daarin wordt namelijk precies hetzelfde probleem gemeld en ook de manier hoe ATi & MS dit hebben opgelost...

ATi gebruikt namelijk Tile Based Rendering, maar met veel grotere tiles en met aanvullende functionaliteit om deze methode te optimaliseren. Hierdoor is er 'maar' een performance verlies van 1-5% met 4xAA op HD resoluties. Microsoft raadt daarom ook alle developers aan om standaard 4xAA in te bakken op games, omdat dit toch bijna niets kost en in feite "Free AA" is.

As we can see, with these bit depths, all the resolutions will fit into the 10MB of eDRAM without FSAA and at 640x480 a 4x FSAA depth will stay within the eDRAM memory size, with these colour and Z depths. However, at HDTV resolutions nothing can fit into the 10MB of eDRAM with any mode FSAA enabled. Xenos was specifically designed to perform very well in these cases by dividing the screen into multiple portions that fit within the eDRAM render buffer space. This is similar to prior tile-based renderers, but with a much larger base tile and with additional functionality to optimize the tiling approach.

http://www.beyond3d.com/articles/xenos/index.php?p=05

[PanMan]

Ik val ook echt niet snel over een formulering. Maar dit:
Desondanks is het niet te verwachten dat we een dergelijke chip binnenkort ook in de pc kunnen stoppen. (...) Desondanks is wel te verwachten dat een vergelijkbare architectuur in de toekomst geïntroduceerd zal worden voor de pc, echter niet op de korte termijn. gaat wel heel ver, qua formulering...

[Anoniem: 69044]

Hierdoor kan de grafische chip ook ingezet worden als een soort van supersnelle floating point coprocessor. Het zou bijvoorbeeld mogelijk zijn om de GPU te gebruiken om de natuurkunde berekeningen uit te voeren die nodig zijn voor een realistische interactie tussen objecten.

Hoezo een aparte PPU-kaart á la de Ageia PhysX nodig? (Voor info zie: http://www.tweakers.net/nieuws/37519 .) ATI is dus al begonnen deze functionaliteit in de GPU te integreren!

[Anoniem: 62763]

Ik zie het nut hiervan niet zo.

Je kan die GPU dan gebruiken om interactie te berekenen, maar dit doe je over het algemeen alleen ingame, dus wanneer er ook spetterende graphics nodig zijn. En met drukke scenes komt er ook een hoop interactie, de belasting loopt dan enorm op.

Om echt een beetje nut te hebben zal het toch echt een apart ppu-tje moeten worden.

-R-

[TheDukemaster]

De grafische chip van de Xbox 360 en die van de Revolution zullen waarschijnlijk erg veel van elkaar verschillen. Bij de Xbox 360 gaat men voor maximale power, bij de Revolution is het wat minder gericht op prestaties en iets meer op prijs bewustheid(Nintentdo wil een goed betaalbare console). De gpu in de Revolution wordt dus waarschijnlijk wat minder krachtig(maar zeker geen zwak ding natuurlijk), dat wordt ook duidelijk uit het feit dat de Revolution waarschijnlijk geen ondersteuning bied voor HDTV(lagere resoluties dus).

[Anoniem: 102119]

Zit er nou in de Xbox 360 dezelfde chip als in de Nintendo Revolution?

[Proxy]

Nee, de grafische ATI-chip gebruikt in de Nintendo Revolution heet 'Hollywood'.

[ymmv]

Nee, de GPUs voor de Xbox 360 en Revolution zijn door verschillende teams binne Ati gemaakt.

[zeikstraal]

Maken die afwijkende specificaties het niet veel lastiger om spellen van en naar de Xbox360 te poorten?

[BasNation]

jazeker, het poorten gaat lastiger worden omdat de consoles een beetje uit elkaar groeien. er zullen bij het poorten dus allerlij truukjes uit de kast worden gehaald om het spel nog er uit te laten zien de andere console/pc. er zal volgens mij dus in de toekomst veel de randjes erafgelopen worden.

overigens zijn de meeste ports nu ook al bagger, kijk maar naar heel recentelijk voorbeeld GTA: SA, wat zijn die mensen toch lui bij rockstar als ze iets 'af' hebben. Het blijft dan wel heel leuk om te spelen maar het ziet er niet uit en de code is volgens mij bijzonder inefficiënt. (ga in een drukke wijk staan en kijk naar het westen, 20fps, kijk naar het oosten, 80fps.) ze hadden echt even wat meer tijd erin moeten steken, OPTIMALISEREN MENSE tssss

[CJ]

Volgens mij wordt het juist niet lastiger. Microsoft heeft daarvoor de XNA standaard in het leven geroepen. Games voor meerdere platformen worden dmv XNA gemaakt en kan dus zeker gebruikt worden om crappy ports te voorkomen (wat je nu vaak helaas nog wel hebt).

http://www.microsoft.com/xna/

Vergeet daarbij niet dat Xenos helemaal aan de SM3.0 specs voldoet en er zelfs aan voorbij gaat (net geen WGF2). Dmv XNA zouden de games op verschillende platformen juist meer op elkaar moeten lijken en gemakkelijker moeten zijn te porten.

[Anoniem: 58667]

Graag zou ik even deze veelgebruikte taalfout corrigeren: Het Engelse werkwoord 'to port' is afkomstig van portage, wat overdragen betekend. Als iemand zegt "I ported that application to another platform", bedoelen ze daarmee dat ze de applicatie 'overgedragen' hebben naar het andere platform.

Je hebt het toch ook niet over een poortabele als je in het Nederlands naar een portable verwijst? Niet negatief bedoeld ofzo, maar als het dan toch absoluut in het Nederlands moet vertaald worden, doe het dan liefst wel correct

[_Thanatos_]

zelfs binnen het bedrijf mochten details over de architecturen niet uitgewisseld worden

Wat moet ik me hierbij voorstellen? Dat er twee projectgroepen binnen 1 bedrijf onafhankelijk van elkaar een ontwerp maken?

Ja, dat zal vast de kosten drukken

[CJ]

ATi heeft op het hoogste niveau 3 VPU ontwikkelteams:

- Santa Clara, Silicon Valley (West Coast)
- Orlando, Florida
- Marlborough (East Coast)

Silicon Valley is verantwoordelijk voor R3x0, R4x0 en R5x0.

Het development team in Marlborough is verantwoordelijk voor alle console VPUs. Aannemelijk is dat dit team opgesplitst is in twee gedeeltes, een voor Xenos en een ander voor Revolution. Als ATi op het hoogste niveaus teams kan opdelen, dan kan dit ook op lager niveau.

Elk team heeft een teamleader (bv Bob Drebin in Silicon Valley) die de leiding heeft over een architecture-team. Deze teamleaders bespreken met elkaar de laatste ontwikkelingen en bekijken hoe bepaalde dingen geoptimaliseerd kunnen worden voor het bepaalde product waar zij zich op dat moment op richten. In zo'n structuur is het dus best mogelijk dat het ene team niet precies weet wat het andere team doet, maar dat alleen de topmensen dat weten.

ATi gaat echter af van dit ping-pong systeem, waar elk team om de beurt iets aflevert vanwege verminderde efficentie. Vanaf R600 werken de teams meer samen. Bij R600 (eerste unified op de desktop) werken Orlando en Santa Clara voornamelijk samen met Marlborough in een kleinere rol. R800 zal het echte eerste product zijn die door alle drie de teams samen gemaakt is.

[_Thanatos_]

Het had vanaf het begin al zo moeten gaan dat ze 1 VPU maken voor alle platforms. Iedere simpele ziel kan toch bedenken dat dat veel efficienter is?

En wij maar betalen.

[Anoniem: 135018]

jah leuk...
foute link bij WGF 2.0
http://www.tweakers.net/nieuws/37184/

[Anoniem: 50893]

Het feit dat diversen, zeker niet de slechtste, game ontwikkelaars van de PS2 overgelopen zijn naar de Xbox 360 moet toch wel zeggen dat ze daar makkelijker en beter via de SDK kunnen ontwikkelen.

Tevens lijkt mij dit in te houden dat ze technisch meer power verwachten van de 360 dan van de PS3, want overlopen doe je niet zomaar. Meestal is het zo dat ontwikkelaars bepaalde dingen willen zien in hun games, men mag er dus van uit gaan dat dit dit met de 360 dus wel kan en en met de PS3 niet. Doom3 draaide ook alleen maar om technische hoogstandjes, en dat is wat Carmack ook wilde. Dit bleek achteraf in de game ook wel terug te vinden, daar de game zelf weinig verhaallijn bevatte en veel te "repeterend" was.

We zullen afwachten wat de toekomst brengt. Voorlopig zet ik mijn geld in op MS, mede omdat ze het beter doen de afgelopen jaren dan Sony, welke al vele mislukkingen achter hun naam hebben staan : Geen mp3 op walkmans, memory stick, etc.
Ook het spel aanbod van de Xbox vond ik wat gevarieerder dan de PS2. Dus in de overall count deed de Xbox het al wat beter, het kan alleen maar beter worden. Overigens voor een P3-700 cpu deden ze het al aardig goed. Nu ze voor ATI en IBM hebben gekozen zullen ze dat niet zomaar gedaan hebben. Prijskaartje telt voor ze,maar is zeker niet alles

[Yngwie-]

Hoe eenvoudig het is om te programmeren is nou net voor de grotere otwikkelaars minder reden om over te stappen. Daar is voldoende know-how en capaciteit aanwezig. De PS2 is erg lastig, maar daar wordt nog steeds veel voor uitgebracht. Het aanbod voor de PS2 vind ikzelf nou net afwisselender dan voor de Xbox. Met name het gebrek aan veel goede RPG's valt me op voor de XBox.

De grootste reden om over te stappen naar een ander platform zal financien zijn. Het zou interessant zijn om te weten hoeveel Microsoft betaald heeft aan een aantal van deze ontwikkelaars. Exclusiviteit verkoopt en dat weten ze bij Microsoft maar al te goed.

Ik denk dat de 360 en de PS3 qua verkoop en games dicht bij elkaar komen te liggen. In ieder geval veel dichter dan de PS2 en Xbox. Maar een goede strijd is alleen maar goed voor de concurrent. Ik heb nu ook alle consoles en zal waarschijnlijk alle next-gen varianten na verloop van tijd ook wel hebben staan. (als ze iets goedkoper geworden zijn) Elk platform heeft nou eenmaal zijn goede games. Dan geef ik liever geld uit aan 2 consoles met elk 2 echt goede games dan 1 console 2 goede games en 4 mindere aangezien games ook duur zijn

[-Sandman-]

Ik denk dat ontwikkelaars overstappen op de Xbox 360, omdat deze een game development platform aanbood, waarmee men tevens met minimale aanpassingen de games geschikt kan maken voor Windows PCs. (XNA)(=grotere afzet markt)

http://www.microsoft.com/presspass/press/2005/may05/05-12360MTVUnveilP R.mspx