Tutte le specifiche di Xbox Scorpio  199

Finalmente possiamo analizzare nel dettaglio tutta la componentistica di Xbox Scorpio: la nuova, incredibile console di Microsoft!

SPECIALE di Pierpaolo Greco   —  7 mesi fa

Facciamo un po' fatica a comprendere fino in fondo la scelta di marketing alla base di questo atipico reveal delle caratteristiche tecniche di Xbox Scorpio. Da Microsoft ci aspettavamo qualcosa che potesse rivaleggiare con quanto fatto dai suoi concorrenti: magari un bello streaming in diretta da qualche evento, oppure una serie di video ufficiali con tanto di intervista al team di sviluppo dell'hardware, o anche soltanto una manciata di comunicati stampa accompagnati da incontri privati con la stampa.

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E invece la società di Redmond ha preferito affidarsi a un singolo partner, la testata videoludica più tecnica che esista su internet: Digital Foundry. Si è limitata a invitare il suo redattore di punta, a spiegargli per filo e per segno lo stato dei lavori e le idee alla base del design e quindi a mostrargli con il massimo dettaglio possibile il primo prototipo funzionante con tanto di reveal dettagliato e approfondito di tutta la componentistica. Quello che ne è uscito fuori è una comunicazione un po' zoppa, che cercheremo di riassumere in questo speciale e che sembra sottolineare con forza come Xbox Scorpio sia una console che vuole puntare quasi tutte le sue potenzialità sul mero primato tecnologico. Niente giochi al momento, né visioni di un intrattenimento che possa andare incontro al pubblico più numeroso, quello di massa, che al momento è tutto proiettato su PlayStation 4. Solo ed esclusivamente forza bruta e la voglia di dimostrare quanto l'innovazione tecnica sia ancora di casa in quel di Microsoft. Se questa si rivelerà la scelta vincente lo sapremo soltanto tra diversi mesi, magari già all'E3 riusciremo a comprendere meglio la direzione e il target di questa console; per il momento forse dovremo sognare un po' di meno e "accontentarci" di molta più fredda concretezza. È anche vero però che dobbiamo riconoscere come la società di Phil Spencer stia davvero rispettando tutte le promesse fatte ormai quasi un anno fa. Xbox Scorpio sarà la prima console in grado di far girare tutti i videogiochi in 4k nativi. E sarà anche in grado di renderizzare 6 TeraFLOPS al secondo. Entrambe le affermazioni si sono rivelate vere alla prova dei fatti e ora cercheremo di spiegarvi come Microsoft sia riuscita a raggiungere questi due incredibili traguardi.

Escono allo scoperto tutte le specifiche tecniche di Xbox Scorpio. In tre parole: è una bomba!

Disegnando tutti insieme, appassionatamente

Ancora una volta il nucleo della console è frutto della collaborazione tra AMD e Microsoft. Una collaborazione molto più stretta che in passato. Trattandosi di un aggiornamento di una console a metà del suo ciclo di vita, il team dedicato al design dell'hardware ha infatti potuto lavorare in una modalità assolutamente inedita, mai sfruttata in precedenza. Ha potuto utilizzare decine di giochi già esistenti che giravano ad una risoluzione di almeno 900p per farli funzionare su una sorta di emulatore delle caratteristiche tecniche di Scorpio, spingendo questi titoli a 4k con un porting veloce e osservando molto da vicino i risultati.

Tutte le specifiche di Xbox Scorpio
Il SoC con i 12 moduli di RAM GDDR5

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Console a confronto

In questo modo si sono potute ipotizzare tutte quelle componentistiche che sono alla base del processo di design di un chip, senza concretamente mettere in produzione neanche un grammo di silicone. Diverse frequenze di clock, numeri di compute unite e shader engine, larghezza della banda a disposizione di CPU e GPU, quantità di cache e RAM a disposizione degli asset, tutti questi elementi potevano di fatto essere emulati in un attimo e verificati nelle loro conseguenze su videogiochi già esistenti e funzionanti. Invertendo di fatto quel processo che è alla base di ogni nuova iterazione di una console: non sono gli engine grafici ad adattarsi all'hardware esistente sviluppato in base alle offerte dei produttori di chip, ma la configurazione concreta della macchina è stata valutata e quindi decisa in modo da adattarsi lei per prima alle reali necessità dei motori che permettono ai giochi di girare, alla ricerca dell'ottimizzazione perfetta per il mercato videoludico. In concreto la collaborazione con AMD si è spinta fin dentro il metallo e non si è limitata a un semplice scambio commerciale tra Microsoft e il colosso californiano alla ricerca del prezzo migliore per parti e tecnologie già esistenti e assemblate al volo per l'uso. Partiamo proprio dal SoC, il System on Chip, ovvero il cuore pulsante della macchina che riunisce processore centrale e scheda video. Si tratta di un chip da 16 nanometri prodotto da TSMC con il processo FinFET che contiene al suo interno sette miliardi di transistor spalmati su una superficie complessiva di 360 mm2. Per quanto riguarda la CPU, a differenza delle numerose indiscrezioni che ci hanno perseguitato in questi ultimi mesi, Microsoft si è tenuta a debita distanza dalla tecnologia Ryzen distribuita sul mercato di recente da AMD. Scorpio sarà quindi potenziata da una "semplice" evoluzione di Jaguar: esattamente la stessa famiglia di processori trovata su Xbox One. Abbiamo messo volutamente il "semplice" tra virgolette visto che pur mantenendo la struttura a 8 core suddivisi in due gruppi da 4, ognuno con 4 MB di cache di secondo livello, stavolta la frequenze è stata spinta a 2.3 GHz, il 31% in più di Xbox One e circa il 10% in più di PlayStation 4 Pro. In questo modo la casa di Redmond si è garantita la compatibilità totale con tutto il software esistente senza rinunciare allo sguardo al futuro garantito da un bump del clock così vistoso. Come se questo non bastasse, Microsoft ha lavorato su una serie di ottimizzazioni a livello di bus, linee di connessione e delega dei processi ad altri chipset per ridurre al massimo la latenza nel transito dei dati tra CPU, GPU e RAM e mantenere sempre pienamente occupate e "nutrite" le tre componenti cardine del sistema.

Potenza infinita?

Le ultime generazioni di PC e console ci hanno chiaramente dimostrato che a contare di più è sempre e soltanto la scheda video e su questo fronte Xbox Scorpio ha solo da insegnare alla concorrenza. A differenza della CPU, qui ci troviamo di fronte a una soluzione tecnologica pensata completamente da zero. Partendo dalla famiglia Polaris di AMD, la casa di Redmond ha potuto realizzare e montare una GPU con 40 compute unite fatti girare all'incredibile frequenza di 1172 MHz. Parliamo di un valore che è il 30% più veloce di quello di Xbox One e addirittura il 27% superiore a quello di PlayStation 4 Pro.

Tutte le specifiche di Xbox Scorpio
Un altro dettaglio del SoC

Una frequenza fino ad oggi praticamente impensabile da trovare in una console dove ogni centimetro di spazio è utilizzato e ogni chip è un potenziale generatore di calore. Il riferimento da tenere in considerazione è la Radeon RX 480 che ha però solo 36 compute unite (quattro in meno) e gira ad appena 100 MHz in più. Ma l'innovazione non si limita al design della GPU e arriva a toccare persino il processore dei comandi che vengono inviati alla scheda video che è stato completamente ripensato da zero per implementare a livello hardware le routine delle DirectX 12 più utilizzate sul mercato. Questo significa che gran parte delle istruzioni sono ora implementate in modo nativo nel metallo rendendo ogni comunicazione tra il software e la scheda video efficiente come mai si era visto fino ad oggi. Giusto per citare qualche esempio, le chiamate di draw, quelle più basilari a cui è sottoposto il chip grafico, richiedono nei normali ambienti operativi migliaia, talvolta addirittura centinaia di migliaia di istruzioni della CPU per essere svolte. Con Scorpio vengono eseguite in appena 11 istruzioni che scendono a 9 nel caso in cui si voglia applicare un cambio di stato a una variabile. Siamo troppo tecnici? Basta un riferimento a rendere comprensibile questa analisi: tutti i giochi che sono stati sviluppati in modo nativo in Direct3D 12 e sono stati provati su Scorpio, hanno visto l'uso della CPU durante il rendering, dimezzato. Gli shader engine sono stati raddoppiati passando da due a quattro elementi e arrivando a occupare la sezione più grande dei 360 mm2 del SoC.

Tutte le specifiche di Xbox Scorpio
Xbox Scorpio sarà una console assemblata a moduli

Una decisione che ha permesso alla macchina di aumentare di quasi tre volte rispetto a Xbox One il numero di triangoli e vertici renderizzabili al secondo. Stesso discorso è stato fatto anche sul numero di backend di rendering che raddoppiando hanno permesso di aumentare di quasi tre volte il fill rate dei triangoli e, insieme alla quantità di cache di secondo livello della GPU che è stata quadruplicata, ha consentito il raggiungimento dei tanto declamati 6 TeraFLOPS. Microsoft ha pensato davvero a tutto visto che ogni shader engine contiene 11 compute unite, uno dei quali spento per ottimizzare al massima la resa produttiva dei chip e ridurre lo scarto di quelli fallati. Ovviamente cotanta GPU deve essere accompagnata da un adeguato ammontare di RAM (veloce) per essere nutrita senza il rischio di trovarsi davanti a dei colli di bottiglia. Per questo motivo Xbox Scorpio monterà l'incredibile valore di 12 GB di RAM di tipo GDDR5, un quantitativo mai visto fino ad ora su una console. L'interfaccia della memoria è a 384 bit, 32 bit per ognuno dei 12 canali spalmati su altrettanti moduli che viaggiano a 6,8 GHz ognuno. Il totale è una banda passante di 326 GB/s che supera abbondantemente i 300 GB/s teorici richiesti per poter renderizzare una immagine in risoluzione 4k. Di questi dodici GB di RAM, ben otto sono a totale disposizione degli sviluppatori, quasi il doppio dei cinque presenti su Xbox One liscia e PlayStation 4. Quattro rimangono invece a disposizione del sistema operativo: 1 GB in più rispetto a quanto avviene su Xbox One. Il risultato è una dashboard decisamente più reattiva e soprattutto renderizzata nativamente in 4k. A quanto pare Microsoft non è dovuta ricorrere alla GDDR5X che potenzia le schede video NVIDIA di fascia altissima e questo dovrebbe permetterle di puntare a un (minimo) risparmio dei costi. Sparisce completamente la ESRAM come molte indiscrezioni facevano notare in queste ultime settimane. Non essendoci infatti la lentissima DDR3, non è più necessario questo "tampone" per non ingolfare la CPU e in termini di compatibilità Scorpio potrà tranquillamente emularla senza la minima riduzione delle prestazioni.

Tutto il resto

Ma ovviamente una console non è solo processore centrale, scheda video e RAM ma ci sono una serie di elementi accessori che concorrono al funzionamento ottimale della macchina. Partiamo dal processore audio che, per questioni di compatibilità, è lo stesso identico montato su Xbox One ma con una feature inedita: il supporto all'ultimo protocollo Dolby Atmos che aggiunge l'elemento altezza alla spazialità delle configurazioni 7.1. Scorpio supporterà questo tipo di surround anche con le cuffie grazie a un protocollo proprietario realizzato dal team che sta lavorando a Hololens. Approfittando della collaborazione con AMD, saranno implementati anche una manciata di nuovi codec, tra cui l'HEVC che consentirà la cattura di sequenze di gameplay a 4K con 60 frame al secondo e persino il supporto all'HDR.

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Il sistema di dissipazione a camera di vapore

Uguale sarà anche il lettore Blu-ray Ultra HD già visto su Xbox One S con supporto nativo al 4K ed estremamente simile sarà il design dell'alimentatore interno, che sale a 245 Watt, e della disposizione delle porte sul lato posteriore della console. Questo vuol dire niente porta Kinect ma stessa doppia HDMI per gestire l'input video. A quanto pare anche l'hard disk subirà un minimo upgrade visto che il taglio minimo salirà a 1 TB con il 50% di banda passante aggiuntiva per consentire un trasferimento dei dati più rapido. Microsoft sembra non aver trascurato davvero nulla visto che il design dell'hardware è arrivato a toccare persino la composizione della scheda madre che per la prima volta implementa un sistema di gestione del voltaggio davvero innovativo. In pratica ogni chip è ottimizzato in termini di consumo energetico per raggiungere la massima efficienza e ridurre il calore prodotto quindi TSMC, il produttore, piuttosto che adottare un unico livello energetico standard con il rischio di livellare verso il basso le prestazioni dell'alimentazione, aggiusterà ogni singola scheda madre in modo tale che abbia una sua specifica resa energetica in modo tale da essere spinta al massimo delle sue possibilità. E visto che siamo arrivati a toccare la gestione dell'alimentazione della macchina, è essenziale spendere due parole anche in merito al sistema di raffreddamento che, ovviamente, rappresenta l'ennesimo fiore all'occhiello di quella che appare davvero essere una macchina concepita in modo pressoché perfetto. Microsoft ha pensato di implementare un unico, grande dissipatore basato su camera di vapore, la stessa tecnologia che è possibile trovare sulla GeForce GTX 1080 e 1080 Ti di NVIDIA, schede video che da sole costano più di 500€. La circolazione dell'aria è invece garantita da una ventola centrifuga di dimensioni molto generose, anche questa disegnata da Microsoft e non riservata soltanto alla dissipazione di CPU e GPU ma al raffreddamento dell'intero sistema.

Qualche considerazione finale

Tutto questo mare di numeri, dettagli e questioni super tecniche lascia ovviamente aperti decine di interrogativi che si ricollegano direttamente alle prime righe di questo articolo. Ma il più importante, quando si parla di console, è sempre lo stesso: i giochi. Il momento in cui finalmente li vedremo, quanto riusciranno davvero a staccarsi da quello a cui ci ha abituato questa generazione così attenta alla risoluzione e al frame rate, ancora prima che all'effettiva qualità e giocabilità dell'offerta?

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L'intera scheda madre

È difficile al momento fare delle previsioni ma c'è ancora un elemento davvero molto interessante nella gestione di Scorpio e che riguarda molto da vicino il rendering nativo in 4k. Microsoft, a differenza di quanto fatto da Sony con PlayStation 4, ha obbligato tutti gli sviluppatori a utilizzare la risoluzione 2160p in ogni titolo che sarà disponibile sulla nuova Xbox indipendentemente dal display utilizzato dal consumatore finale. Questo vuol dire che se ad esempio possediamo uno schermo che supporta al massimo il Full HD a 1080p, la console effettuerà uno scale verso il basso, un downsampling della risoluzione mantenendo quindi la qualità, gli asset, i filtri e i processi tipici del 4k. È una sorta di super sampling che possiamo già vedere su PC da qualche anno e che allontana Scorpio da PlayStation 4 Pro molto più di quanto ci si potrebbe immaginare visto che la console Sony passa sempre a un rendering a 1080p se lo schermo non supporta la risoluzione 4k. E in concreto questo potrebbe significare un ulteriore aumento di qualità dell'immagine anche per chi non ha ancora effettuato il passaggio a display più costosi. Inoltre sembra proprio che la console sarà in grado di potenziare tutti i titoli esistenti sul mercato affinché raggiungano l'Ultra HD a patto che lo sviluppatore sia pronto a impegnarsi in un minimo lavoro di porting. L'esempio ce lo offre Forza Motorsport 6 che proprio da Microsoft è stato utilizzato come punto di riferimento per effettuare i test con i primi prototipi funzionanti di Scorpio. Test a cui Digital Foundry ha assistito rimanendo sbalordita davanti ai risultati mostrati. A quanto pare il Forza Engine è stato convertito in appena due giorni di lavoro per essere compatibile proprio con il rendering 4k pur mantenendo i filtri della versione Xbox One liscia ma utilizzando specifici asset nella risoluzione maggiorata.

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Un benchmark d'uso di Forza Motorsport 6 su Xbox Scorpio

E a quanto pare il gioco riusciva già a girare a 60 frame al secondo utilizzando appena il 66% della GPU. Persino spingendo manualmente i settaggi per raggiungere l'equivalente del livello Ultra visto su PC, la macchina non arrivava ad essere sfruttata più dell'80% del suo potenziale. E stiamo parlando di un porting realizzato in due giorni; possiamo solo immaginarci cosa potrebbe accadere con roba realizzata nativamente sulla console anche se, purtroppo, non ci sarà spazio per le esclusive su specifica richiesta di Microsoft. Vedremo per quanto tempo. Rimangono ancora completamente avvolti nel mistero la forma finale della console, il suo nome definitivo e il prezzo di lancio ma la speranza è che l'E3 di giugno sia foriero di news in tal senso. Chi scrive si sente però molto tranquillo nel fare una scommessa proprio sulla questione prezzo di vendita: Xbox Scorpio costerà sicuramente più di PlayStation 4 Pro. È impossibile che Microsoft riesca a compiere il miracolo di vendere una console con tutta questa tecnologia ad appena 399€. Probabilmente è troppo ottimistico pensare che si raggiungano anche soltanto i 499€ ed è più realistico immaginare i 599€, se non addirittura i 649€. Una cifra assurda? Possibile, ma c'è da considerare che Scorpio è una macchina con un target ben preciso: il giocatore hardcore premium, quello che è disposto a spendere qualsiasi cifra pur di vedere i suoi giochi preferiti girare al massimo della risoluzione possibile e con una qualità senza compromessi. È un target che esiste dalla notte dei tempi su PC e toccherà a Microsoft scoprire sulla sua pelle se questo tipo di pubblico esiste anche sul mercato console. È una bella scommessa, sarà in grado di vincerla?

Tutte le immagini utilizzate in questo articolo provengono da Digital Foundry.

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