マイクロソフト、Xbox Series X SoCの詳細な仕様を明らかに
HotChips 2020で、Microsoftは次期Xboxゲーム機の詳細を明らかにしました。
「Project Scarlett」と名付けられたSystem on a Chip(SoC)は、TSMCのN7 Enhancedファブリケーションプロセスで製造された。
ダイ面積360.4mm2のSoCは、8コアと16スレッドのAMD Zen2ベースの処理ユニットを搭載しています。
さらに、次期Radeon Navi 2Xシリーズでも期待されているAMD RDNA2アーキテクチャをベースにした52のアクティブコンピュートユニットを搭載している。
このチップは153億個のトランジスタを搭載しており、545mm2のNVIDIA Turing TU104 GPU(12nmFFで製造)よりも1.7B多い。
トランジスタ密度が6.6BしかなかったXbox One X 367mm2チップに比べて2倍以上になっている。
Xbox Series X SoCの概要、ソース：マイクロソフト
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Microsoftは、フルシリコンには28個のDual Compute Unitsが搭載されていることを確認しており、最終的なリテール製品ではそのうちの2個が無効化されていることを意味する(4個のCUはアクティブではない)。
Tom’s Hardwareによると、ダイ面積の約47.5%をGPUが占めているという。
RDNA2 GPUのブロック図によると、チップには専用のレイアクセラレータが搭載され、1クロックあたり4つのテクスチャまたは4つのレイ演算を担当することが確認されている。
Xbox Series X GPUブロック図、ソース：マイクロソフト
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また、次世代シリコン製造の難易度が高まっていることにも注目している。
製造コストが上昇し、現代のマイクロプロセッサの複雑さも増している。
マイクロソフトは、これらの問題に対する答えは、特許を取得したイノベーションだと主張している。
「 GPU Evolution」と題されたスライドでは、2013年以降、Xboxのゲーム機では、同じ消費電力で10倍近くのGLFOPs性能を実現していることが示されている(スライドでは詳細なTDP値は示されていない)。
Xbox Series X SoCの概要、ソース：マイクロソフト
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Xbox Series X コンソールのレイトレーシング加速性能は、Ray-Box Peakが380G/秒、Ray-Tri Peakが96G/秒と推定されています。
これらはDirectXレイトレーシング(DXR)の値です。
DXRは、DirectX12 Ultimate対応のハードウェアが普及するにつれて、今後のゲームの主流技術になると予想されています。
悲しいことに、MicrosoftもNVIDIAもDXRの性能指標を提供していないので、両方のアーキテクチャを比較することはできない。
NVIDIAは、RTX 20シリーズが11 Gigarays/secを提供できることを確認しただけで、この値は、今後発売されるAmpereシリーズで増加する可能性があります。
レイトレーシングへのMicrosoftのアプローチは、NVIDIA RTXの実装とは異なり、完全にレイトレーシングを置き換えるものではないので、それはハイブリッドであり、合理的なパフォーマンスでより多くの視覚的な忠実度を提供する簡略化されたバージョン、またはMicrosoftはそれを’伝統的なレンダリングへの経済的なアップグレード’と呼んでいます。
興味深いことに、スライドでは機械学習(ML)による推論の高速化についても言及されています。
しかし、ハードウェアがNVIDIA Tensorコアのようなものを搭載しているかどうかは説明されていない。したがって、このアクセラレーションは、3月にEurogamerが説明したように、ストリームコア上で実行されているINT4とINT8オペレーションに基づいている可能性が高い
マイクロソフトのレイトレーシングと機械学習の高速化
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ソース：videocardz.com – Microsoft provides more details Xbox Series X architecture
解説：
XboxのSoCの概要が明らかに。
興味深いのはiGPUのレイトレーシング処理部分ですね。
単位が違うのでnVidiaのRTXとは単純な比較はできないのですが、資料によると、置き換え可能な部分だけは置き換える簡略的な仕組みを搭載しているとされています。
また、DLSSの役割を担うTensorコア的な仕組みについても語られていますが、どうも専用のハードウェアを搭載するわけではないようです。
これらの概要を見ると、レイトレーシングとDLSSに全面的に前のめりなnVidiaと違い、XboxのSoCは可能な部分だけを処理する一歩引いたような仕組みのように思えます。
これらがRDNA2のNaviと類似する特徴があると仮定すると、Big Naviはレイトレーシングで大幅にnVidiaに劣る可能性があるでしょう。
また、DLSSのような処理に関しても、対応するかどうかはゲーム開発会社の考えによるものと思います。
よくも悪くもnVidiaのようにDLSS処理用のデータを作って配布するというようなことはなさそうです。
nVidiaはレイトレーシングをDLSSと組み合わせて早期に4K60FPSが実現出来るような仕組みを構築している最中ですが、最低でもRTX3090ではレイトレーシングで4K60FPSを実現するものと思います。
その他のモデルに関しては相変わらず、レイトレーシングのFullHDで60FPSどまりかもしれません。
FPSで高フレームレートを望む層に関してはDLSSはあまり意味のない技術ですが、それ以外の層にとってのDLSSは未来へのパスポートになりうる技術で、nVidiaの先見の明を表しているものと思います。
60FPS以上を求めるユーザーをバッサリ切った形のDLSSですが、その割り切りは大部分のユーザーにとって福音になるのではないでしょうか。
これを見るとAMDの戦略は大体わかったので、あとはIntelがXeでどのような戦略を取ってくるのかですね。
Big NaviがAmpereに勝利するのは100%不可能と言うのが私の結論です。
ラスタライズの性能のみではAmpereに勝てるかもしれません。
しかし、レイトレーシングやDLSSを加味すると、Ampereの方が圧倒的に有利でしょう。
幸か不幸か、圧倒的な差になりえないのはレイトレーシングはまだ対応ソフトがほとんどない状況であり、DLSSは60FPSまでしか有効でない技術であるところです。
ラスタライズで4K60FPS出すのはBig Naviなら可能でしょう。
そして、レイトレーシングが無ければBig NaviとAmpereで大きな差がつくことはないはずです。