L'analisi dell'hardware di Xbox One X  130

Dedicato a tutti i fanatici di CPU, GPU, TeraFLOPS e delle disquisizioni tecniche

SPECIALE di Pierpaolo Greco   —   17/11/2017
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Ora che le acque hanno finalmente iniziato a calmarsi e a diventare più limpide e trasparenti, abbiamo pensato fosse cosa buona, giusta e anche abbastanza interessante, approfondire nuovamente gli aspetti più tecnici di Xbox One X. In particolare tutto quello che concerne la componentistica della nuova console Microsoft. Se ricordate bene e seguite con attenzione la nostra testata, all'inizio di quest'anno, in occasione del reveal di tutte le specifiche hardware della macchina, ci eravamo lanciati in un lungo speciale che cercava di passare in rassegna ogni aspetto tecnologico del prodotto. Ora che la piattaforma è finalmente disponibile sul mercato, è giunto il momento di ripartire da quelle righe e aggiornare quel nostro esame per offrire qualcosa di più aggiornato e in linea con la versione finale di Xbox One X. Ovviamente se del comparto hardware non vi interessa assolutamente nulla, ma volete semplicemente sapere com'è questa nuova console e se vale la pena acquistarla, il suggerimento è di precipitarsi sulla recensione dell'ultima nata in casa Microsoft. Oppure di dare un'occhiata ai video disseminati in questo articolo: poco più in alto troverete anche la video recensione. Se invece, come chi scrive, siete appassionati di MHz, TeraFLOPS e di disquisizioni sui chipset e sulle memorie, proseguite nella lettura.

Xbox One Xbox One X PlayStation 4 Pro PlayStation 4
CPU AMD Jaguar con 8 core a 1,75 GHz AMD Jaguar con 8 core a 2,30 GHz AMD Jaguar con 8 core a 2,10 GHz AMD Jaguar con 8 core a 1,60 GHz
Scheda video Con 12 compute unit a 853 MHz per 1,31 TeraFLOP Con 40 compute unit a 1172 MHz per 6,0 TeraFLOP Con 36 compute unit a 911 MHz per 4,2 TeraFLOP Con 18 compute unit a 800 MHz per 1,84 TeraFLOP
RAM 8 GB DDR3 + 32 MB eSRAM 12 GB GDDR5 8 GB GDDR5 8 GB GDDR5
Larghezza di banda della RAM 68 GB/s DDR 3 + 204 GB/s eSRAM 326 GB/s 218 GB/s 176 GB/s
Processo produttivo SoC TSMC 28 nanometri TSMC 16 nanometri TSMC 16 nanometri TSMC 28 nanometri
Alimentatore 220 Watt 245 Watt 310 Watt 165 Watt
Prezzo al lancio 499€ 499€ 399€ 399€

Il SoC

Con SoC si intende un System on Chip: in termini molto semplicistici è un circuito integrato che contiene tutte le componenti necessarie al funzionamento di un computer. Talvolta in modo erroneo il termine viene utilizzato anche per indicare un insieme di processore centrale, scheda video, memoria e tutte le interconnessioni necessarie al loro funzionamento e alle comunicazioni. In realtà proprio nel caso di Xbox One X è molto più corretto parlare di APU: Accelerated Processing Unit, una nomenclatura specifica per una soluzione hardware progettata e realizzata da AMD. È ben noto che proprio il produttore hardware californiano è il creatore della tecnologia alla base sia delle console Microsoft che di quelle Sony di questa generazione ed è per questo che, parlando di Xbox, ci riferiamo al cuore della macchina con il termine di APU, nel caso specifico si tratta di un'unità centrale denominata Scorpio Engine.

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Alla base troviamo il processore centrale: una CPU a otto core che è erede diretta di quella che possiamo trovare sia in Xbox One liscia (e ovviamente nella versione S), sia in PlayStation 4 (Pro compresa). Rispetto alle precedenti iterazioni, il microchip implementa una soluzione tecnologica aggiornata per quello che riguarda la cache interna. In pratica è presente un'ottimizzazione di bassissimo livello che determina una gestione migliorata delle operazioni che coinvolgono la memoria durante l'uso delle macchine virtuali. In questo modo il sovraccarico di operazioni che talvolta può raggiungere la CPU può essere gestito in modo più rapido ed efficace, "parcheggiando" le istruzioni in questa cache a stretto contatto con il processore centrale ed estremamente rapida nel trasferimento dei dati. Si tratta di un accorgimento che non ha reali conseguenze sulle prestazioni ma che denota la volontà del produttore hardware di continuare a rifinire le sue tecnologie, nonostante ormai abbiano sulle spalle quasi cinque anni.

In realtà il boost prestazionale è tutto relativo all'aumento di frequenza: la nuova CPU montata dentro Xbox One X è il 31% più veloce grazie a un salto di frequenza di esercizio da 1,75 GHz a 2,30 GHz. Il distacco è ovviamente ridotto se il confronto lo facciamo con PlayStation 4 Pro dove il processore centrale era già stato spinto di più con i suoi 2,1 GHz ma è indubbio che l'aumento di velocità possa avere ripercussioni sul processo dei dati anche se, proprio sul fronte della CPU, si cominciano a percepire i primi colli di bottiglia di questa generazione. È un peccato infatti che Microsoft non abbia potuto liberarsi dell'architettura Jaguar che è alla base del processore ma d'altra parte passare a Ryzen sarebbe stato estremamente complicato in termini hardware e software e avrebbe sicuramente spinto verso l'alto, ancora di più, il prezzo della console. Mantenere la retrocompatibilità è un elemento cruciale nelle scelte di marketing di Xbox One e cambiare infrastruttura avrebbe richiesto pesanti riscritture del kernel del sistema operativo oltre a un intervento molto più massiccio e dispendioso per tutti gli sviluppatori intenzionati a potenziare i loro titoli già usciti sul mercato. Senza contare che la maturità dell'architettura ha permesso di mantenere sotto controllo la grandezza del SoC lì dove il passaggio a Ryzen avrebbe richiesto anche un cambio radicale nell'impostazione della scheda madre e nelle ottimizzazioni dello spazio fisico della macchina. Ormai è evidente che dovremo per forza aspettare la prossima generazione di console per vedere degli importanti cambi di tecnologia in ambito CPU.

La RAM

Qui si annida quella che è, senza ombra di dubbio, la più grande rivoluzione della piattaforma Xbox One. Per comprenderla fino in fondo è essenziale fare un passo indietro, a quando la prima versione della console fu lanciata sul mercato. Era il periodo di Kinect e di Don Mattrick e Microsoft, probabilmente preoccupata per le disponibilità sul mercato di memoria ad alte prestazioni o stimolata da chissà quale risparmio, scelse di montare 8 GB di DDR3 affiancate da un buffer da 32 MB di eSRAM. Quest'ultimo viaggiava a 204 GB/s mentre la larghezza di banda della DDR3 era di appena 68,3 GB/s, motivo per cui Microsoft fu costretta a implementare proprio quel buffer: unico modo per consentire un trasferimento accettabile degli asset grafici da processore a scheda video e viceversa. Giusto per avere un confronto rapido, PlayStation 4 (liscia) montava 8 GB di GDDR5 con una banda passante di 176 GB/s. Quindi, stessa quantità di RAM, ma una differenza prestazionale spaventosa che, per essere solo parzialmente colmata, richiedeva anche un lavoro di programmazione aggiuntivo per gli sviluppatori che volevano spremere fino in fondo Xbox One, visto che il buffer di eSRAM non entrava in funzione in modo automatico. Tra l'altro, come se la questione prestazionale non fosse abbastanza problematica di suo, l'uso dell'eSRAM obbligò AMD a sacrificare parte del die dell'APU per alloggiare proprio questo buffer a discapito delle compute unite della scheda video montata sulla prima versione di Xbox One. Tutto il resto è storia: difficoltà nella gestione delle texture in alta risoluzione con conseguenze sul level of detail in moltissimi titoli e riduzione drastica della risoluzione di rendering.

Xbox One X, su questo fronte, è un passo in avanti straordinario. Non solo la console monta ora, finalmente, la GDDR5, ma ne monta più di tutte le altre macchine esistenti sul mercato: 12 GB contro gli 8 di PS4, e utilizza la più recente versione con 12 canali a 32 bit per un'interfaccia di memoria totale da 384 bit. La frequenza è di 6,8 Gbps e il tutto si traduce nell'incredibile valore di 326 GB/s di banda passante. Considerate che PlayStation 4 Pro si ferma ad appena 218 GB/s. Tra l'altro, come scrivevamo anche nella recensione della nuova console Microsoft, la casa di Redmond ha anche fatto la scelta, assolutamente oculata e degna di menzione, di mantenere la dashboard di sistema a 1080p, senza cedere all'impulso di passare al 4k. In questo modo il consumo di memoria da parte del sistema operativo è rimasto fermo a 3 GB di RAM, lasciando l'incredibile quantitativo di 9 GB di GDDR5 a disposizione degli sviluppatori. Anche qui un confronto è d'obbligo visto che su PlayStation 4 la RAM a disposizione di chi i giochi li realizza è di appena 5 GB (5,5 GB su Pro grazie a un particolare espediente che si basa sull'uso di 1 GB aggiuntivo di DRAM a disposizione di dashboard e applicazioni). La differenza di specifiche è già visibile in numerosi titoli multipiattaforma presenti sul mercato, dove l'uso di asset 4k e di filtri anti-aliasing e anisotropico di livello superiore porta a differenze visibili nella qualità delle texture ma diventerà probabilmente abissale nei titoli in uscita nei prossimi due anni visto che gli sviluppatori potranno approfittare del quantitativo maggiorato di RAM fin dalle prime fasi di ideazione dei loro nuovi progetti.

La GPU

A livello di spazio, l'APU di Xbox One X arriva a occupare esattamente lo stesso volume del SoC originale: 360 millimetri quadrati, il 50% in più dei 240 mm2 dell'APU di Xbox One S, nonostante con quest'ultima revisione condivida lo stesso processo produttivo: il FinFET a 16 nanometri. La combinazione tra la massima ottimizzazione raggiunta nell'assemblaggio della CPU Jaguar, la rimozione dell'eSRAM e il recupero dello slot di massime dimensioni, ha permesso ad AMD e Microsoft di aumentare sensibilmente lo spazio dedicato alla GPU, che ora diventa ufficialmente la più potente mai montata in una console. Il salto da Xbox One liscia è incommensurabile visto che si passa dalle 12 compute unite della scheda video montata sulla prima versione della console, alle 40 della X, ma anche rispetto alle 36 CU montate su PlayStation 4 Pro abbiamo comunque un 11% in più di hardware dedicato all'elaborazione dei dati video con un totale di 2560 stream processor e 32 ROP. Se sommiamo a questo aumento di hardware anche l'incremento sostanziale delle frequenze di lavoro della GPU che passa dagli 853 MHz di Xbox One liscia (e 911 MHz di PlayStation 4 Pro) ai 1172 MHz di X, ci rendiamo subito conto come sia possibile raggiungere quel 43% di prestazioni in più dichiarate da Microsoft per la sua nuovissima console rispetto al concorrente più potente: PlayStation 4 Pro. E da qui si arriva anche ai tanto decantati 6 TeraFLOPS contro i 4,2 TF di PS4 Pro e gli ormai incredibilmente bassi 1,31 TF di Xbox One originale.

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Purtroppo, esattamente in parallelo alle scelte che hanno riguardato la CPU, AMD e Microsoft sono state costrette a rimanere ancorate a un'architettura ormai vecchiotta: la quarta versione della tecnologia GCN, nome in codice Polaris. Passare a Vega sarebbe stato semplicemente impossibile anche in questo caso, sia per ragioni economiche che per questioni di retrocompatibilità. Ma esattamente come per Jaguar, non avrebbe avuto neanche senso fare un aggiornamento di metà generazione con un cambio integrale di architettura della scheda video e del processore centrale. Dovremo attendere la prossima, futura iterazione di Xbox e PlayStation per poter assistere al salto in avanti integrale delle architetture coinvolte. Nella GPU troviamo anche, ovviamente, dei moduli minori come quelli relativi al supersampling che permette di passare in automatico dal rendering in 4k all'output video a 720p, 1080p o 1440p senza appesantire la scheda video. È presente anche il decoder hardware dell'HEVC che permette alla console di gestire la visione dei bluray UHD e degli streaming nativi in 4k, così come l'acquisizione in presa diretta dei filmati in 2160p.

Varie ed eventuali

Cos'altro rimane da considerare in questa disquisizione super tecnica? Prima di tutto l'hard disk. Xbox One X continua a montare un disco fisso di tipo meccanico ma d'altra parte la forbice che distanzia questa tecnologia dagli SSD è ancora troppo ampia per giustificare il passaggio ma, se non altro, ora è stato fatto un piccolo passo in avanti con l'adozione del SerialATA 3 a discapito della versione 2 utilizzata in passato. Il form factor rimane sempre il medesimo da due pollici e mezzo ma almeno adesso abbiamo accesso a un 50% in più di banda passante per il trasferimento dati. Purtroppo questo aumento non sembra avere conseguenze sull'installazione dei giochi (anche perché ora c'è da prendere in considerazione l'incremento in dimensioni degli asset grafici che passano a 4k), ma "soltanto" sul loro caricamento come ben evidenziato sia nella nostra recensione che, soprattutto, nel video di confronto che trovate subito di seguito.

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C'è stata una modifica sostanziale anche per quello che concerne l'alimentatore. Abbandonata completamente la versione "risparmiatrice" da 120 Watt di Xbox One S, la versione X ne monta uno da 245 Watt, persino più potente di quello di Xbox One originale che però, a suo tempo, era esterno e misurava 220 W. Si tratta di un modello certificato 80 Plus Gold, decisamente sovradimensionato rispetto alle reali esigenze della console che, come abbiamo evidenziato anche nella nostra recensione, non arriva mai a consumare più di 170 Watt anche nei momenti di massimo utilizzo. Fateci sapere qui sotto nei commenti se questo speciale di approfondimento è stato di vostro gradimento, se ci siamo dimenticati qualcosa o se abbiamo sbagliato qualche considerazione. Ci auguriamo che la lettura sia stata di vostro gradimento.