زیر پوسته‌ی کنسول پلی‌استیشن 5 چه می‌گذرد؟

زیر پوسته‌ی کنسول پلی‌استیشن 5 چه می‌گذرد؟

نگاهی دقیق‌تر به معماری «انقلابی» نسل آینده‌ی پلی‌استیشن

زیر پوسته‌ی کنسول پلی‌استیشن 5 چه می‌گذرد؟ عرفان خورسند ۰ ۲۱ فروردین ۱۳۹۹

سونی در رویداد اخیر خود چیزهای زیادی از آنچه چرخ‌های نسل بعدی پلی‌استیشن را به حرکت در می‌آورد ارائه داد. مارک سرنی، رهبر تیم طراحی PS5 با زبانی تخصصی تلاش کرد نشانمان دهد که چه فناوری‌هایی پایه‌گذار نسل جدید کنسول‌های ویدیویی خواهد بود و چرا باید بابت آن‌ها هیجان‌زده باشیم. با وجود توضیحات گسترده‌ی سرنی در جریان لایو استریم، هنوز هم سوالات زیادی درباره‌ی معماری کنسول پلی‌استیشن 5 وجود دارد که او در صحبت با Digital Foundry به تعدادی از آنها پاسخ داده است.

یکی از بزرگ‌ترین نقدهایی وارده به سونی در نسل ششم، طراحی بشدت پیچیده‌ی PS3 بود که ساخت یک بازی برای آن را به کابوس تبدیل می‌کرد. PS3 بسیار قدرتمند بود، اما دشواری‌هایی که توسعه بازی روی آن را سخت می‌کرد باعث شد تا سونی در نسل بعدی، رویه‌ای مهربانانه‌تر با بازی‌سازان در پیش بگیرد. حال با فناوری‌های «انقلابی» که در رونمایی تخصصی از سخت‌افزار PS5 دیدیم، باید نتیجه گرفت که یک بار دیگر «نوآوری و قدرت» به «کاربرپسند» بودن چربیده است؟ توضیحات سرنی نشان می‌دهد که هدف سونی در واقع ترکیب این دو مورد با یکدیگر است.

فناوری فرکانس متغیر پلی‌استیشن 5 چگونه کار می‌کند؟

فناوری «فرکانس متغیر» کنسول پلی‌استیشن 5 بیشترین زمان توضیحات سرنی را در رویداد معرفی معماری کنسول به خود اختصاص داد. همانطور که در بررسی این رویداد به آن اشاره کردیم، PS5 با میزان توانِ مشخصی کار می‌کند و در عوض این فرکانس است که در واحد گرافیکی و پردازشی کنسول تغییر می‌کند. به گفته‌ی سرنی، این معماری متفاوت باعث می‌شود متغیرهای ناشناخته حذف شوند و در نتیجه ساخت بازی برای سیستم آسان‌تر شود. به طور معمول، بوست شدن فرکانس در دستگاه‌های دیگر باعث تفاوت عملکرد هر کدام نسبت به دیگری می‌شود؛ مسئله‌ای که تیم طراحی کنسول باید به آن توجه ویژه‌ای می‌کرد چرا که ممکن نیست PS5 شما از کنسول دوستتان قوی‌تر باشد. تعیین یک بودجه‌ی مشخص برای توان این مشکل را حل می‌کند. اما این بودجه به گفته‌ی سرنی نمی‌توانست براساس حد تحمل دما توسط چیپست‌های CPU و GPU تعیین شود، چرا که فارغ از یکسان بودن مدل، هر چیپ دمای کارکرد متفاوتی دارد و شرایط محیطی نگهداری آن توسط مصرف‌کننده هم قطعی نیست. راه‌حل تیم طراحی، استفاده از یک «مدل SoC» بوده؛ داخل هر PS5 یک واحد تنظیم توان وجود دارد که براساس یک مدل پیش‌بینی از رفتار احتمالی CPU و GPU، بودجه‌ی لازم را تعیین می‌کند. بدین ترتیب تمام کنسول‌ها عملکرد یکسان و بهینه خواهند داشت.

به گفته‌ی سرنی، آن‌ها اطمینان حاصل کرده‌اند که سیستم نسبت به توان مورد نیاز بسیار پاسخگو باشد و زمان بسیار اندکی برای افزایش فرکانس و رسیدن به عملکرد لازم صرف کند. او حتی معتقد است زمانی خواهد رسید که بازی‌سازان موتورهای گرافیکی را سازگار با این سیستم بهینه‌سازی می‌کنند. بدین ترتیب آن‌ها خواهند توانست بهترین عملکرد را با کاهش توان مصرفی به دست آورند. هر دو واحد گرافیکی و پردازشی بودجه‌ی خاصی دارند (که طبیعتا برای GPU بیشتر است) که با کمک فناوری SmartShift شرکت AMD، در صورت بلااستفاده ماندن می‌توانند به یکدیگر قرض داده شوند. در مجموع هم توان به اندازه‌ای زیاد هست که توسعه‌دهنده مجبور نشود سرعت یکی از واحدها را فدای دیگری کند.

سیستم بوست به گونه‌ای طراحی شده که افزایش فرکانس را هنگام پردازش فریم در تمام زمان تعیین‌شده انجام دهد نه هنگام بیکاری GPU و CPU

سرنی در استریم زنده اشاره کرد که GPU و CPU همواره روی بیشترین فرکانس یا بسیار نزدیک به آن کار می‌کنند. این اتفاق البته تحت شرایطی رخ می‌دهد. زمان‌هایی وجود دارد که ممکن است واحدهای پردازشی زودتر وظیفه خود را تمام کنند و بیکار بمانند. در آن صورت سیستم فرکانس متغیر PS5 فرکانس را بالا می‌برد در حالیکه واقعا نیازی به آن نیست. سرنی خود در توضیحاتش برای DF اشاره می‌کند که گفته‌ی او در جریان رویداد زمانی صدق می‌کند که این زمان بیکاری را از معادله حذف کنیم. در واقع سیستم بوست به گونه‌ای طراحی شده که افزایش فرکانس را هنگام پردازش فریم در تمام زمان تعیین‌شده انجام دهد نه هنگام بیکاری GPU و CPU.

در رابطه با اینکه چگونه پردازنده‌ی Zen 2 می‌تواند از بازی‌هایی که برای PS4 با معماری جگوار ساخته شده‌اند پشتیبانی کند، سرنی پاسخ امیدوارکننده‌ای دارد. در منطق هر دو واحد گرافیکی و پردازشی PS5 تغییراتی انجام شده که با اجرای بازی‌های نسل پیشین سازگار شوند. به گفته‌ی سرنی، تمام منطق پردازنده‌های جگوار در هسته‌های Zen 2 به کار گرفته شده‌اند و سونی همکاری نزدیکی با AMD داشته تا با ایجاد تغییرات اختصاصی در هسته‌های این پردازنده، زمان‌بندی پردازش جگوار را با Zen 2 سازگار کند. بدین ترتیب PS5 مشکلی برای اجرای بازی‌های PS4 نخواهد داشت.

سرعت حیرت‌انگیز SSD و فواید فوق‌العاده‌ی آن

درایوهای حالت جامد از بزرگ‌ترین نقاط قوت نسل بعدی کنسول‌ها هستند که تجربه‌ی بازی و البته بازی‌سازی را دگرگون خواهند کرد. آنچه که سرنی و تیمش با طراحی درایو SSD حیرت‌انگیز PS5 انجام داده‌اند، بدون شک یکی از نقاط اوج کار آنهاست. درایو به‌کار رفته در این کنسول با سرعت ۵.۵ گیگابایت بر ثانیه‌ای خود، این امکان را می‌دهد که هر داده‌ی لازم طی تنها چند میلی‌ثانیه در اختیار پردازنده قرار گیرد و دیگر احتیاجی به نگهداری حجم زیادی از داده در رم نباشد. پیش‌تر یکی از راه‌ها برای حل مشکل کندی HDD در بارگذاری اطلاعات، کپی کردن هر المان به تعداد بسیار زیاد در آن بود تا هد دستگاه بتواند راحت‌تر و سریع‌تر آن‌ها را پیدا کند. با SSD دیگر احتیاجی به این کار نیست و این یعنی علاوه بر کاهش شدید زمان لود بازی، حجم فایل‌های روی درایو هم بسیار کمتر می‌شود. با تدابیری که سونی در طراحی الگوریتم‌های فشرده‌سازی، کنترلرهای حافظه و API جدید این سیستم اندیشیده، بازی‌سازان نیازی به یادگیری کدنویسی پیچیده و سفارشی ندارند و می‌توانند به آسانی از حداکثر سرعت SSD استفاده کنند.

صدای سه‌بعدی به لطف موتور Tempest

سونی تمرکز ویژه‌ای روی به ارمغان آوردن یک تجربه‌‌ی بی‌سابقه از بازی‌ها به کمک صدا در کنسول پلی‌استیشن 5 گذاشته است. حاصل آن، موتور پردازش صدای Tempest است؛ نسخه‌ای سفارشی از یک واحد گرافیکی AMD که می‌تواند صدها منبع صدای مختلف را پردازش کرده و به واقع حس حضور در محیط بازی را به بازیکن بدهد. سرنی پیش‌تر در رویداد توضیح داده بود که چگونه تیم طراحی با محاسبات ریاضی بسیار پیچیده و سنجش HRTF صدها نفر، توانسته به چند مدل مرجع برای ارائه‌ی تجربه‌ی صدای واقعی در بازی‌ها دست پیدا کند. البته نکته‌ای که بدان اشاره نشد آن است که گوش‌های انسان کاملا یکسان نیستند و HRTF مخصوص خود را دارند. سرنی بیشتر توضیح می‌دهد که آن‌ها در واقع از دو معیار دقیق دیگر هم استفاده کرده‌اند: ILD که حجم صدایی که به هر گوش می‌رسد را نشان می‌دهد و ITD که زمان بین رسیدن صدا به گوش راست و سپس گوش چپ را می‌سنجد. تیم طراحی با به‌کارگیری تمامی این موارد در الگوریتم‌های خود، تلاش داشته‌اند تحولی بزرگ در پردازش صدا ارائه کنند. توانایی فوق‌العاده‌ی مغز انسان در تشخیص صدا این کار را بسیار دشوار کرده است. سرنی خود اذعان می‌کند که علت مطرح کردن این موارد آن است که نشان دهد چه چالش دشواری پیش‌روی تیم طراحی بوده و چرا آن‌ها از موتور قدرتمند Tempest برای اجرای این الگوریتم‌های پیچیده به بهترین شکل ممکن استفاده می‌کنند. سونی همچنین از فناوری اسپیکر مجازی Ambisonics هم در این موتور استفاده کرده که در ترکیب با فناوری خود، تجربه‌ای بی‌نظیر از حضور در بازی را به بازیکن ارائه می‌دهد.

پردازش صدا آسان نیست. راه حل سونی تضمین کیفیت بدون صدمه دیدن کارایی است

سونی هنوز در حال تکامل بخشیدن به این سیستم است. علاوه بر تفاوت شکل گوش هر کاربر، مشکل بزرگ دیگری هم وجود دارد و آن هم سیستم‌های صوتی متفاوت هر خانه است. صدای سه‌بعدی PS5 هنگام عرضه بدون مشکل روی هدفون کار خواهد کرد، اما قدم بعدی، اضافه کردن پشتیبانی از اسپیکرهای استریو و سیستم‌های ۵.۱/۷.۱ است. در این سیستم‌ها چندین منبع صدا را تولید می‌کنند و این امکان پخش صدای سه‌بعدی را حتی دشوارتر می‌کند چرا که صداها به هر دو گوش خواهد رسید.

توضیحات سرنی پرجزئیات هستند اما هنوز هم برخی موارد را ناگفته می‌گذارند که قرار است در آینده‌ی نزدیک در رویدادی دیگر به آن‌ها پرداخته شود، از جمله چگونگی طراحی سیستم خنک‌کننده که نقشی اساسی در فرم و ظاهر PS5 خواهد داشت. هنوز بشدت منتظریم ببینیم که این فناوری‌های به ظاهر فوق‌العاده در عمل چگونه در اجرای بازی‌ها خودشان را نشان خواهند داد. چقدر طول می‌کشد سیستم بالا بیاید؟ آیا اجرای بازی‌ها واقعا آنی خواهد بود؟ آیا PS5 معادلی برای قابلیت فوق‌العاده‌ی “Quick Resume” ایکس‌باکس سری ایکس دارد؟ برای گرفتن پاسخ این سوالات، باید بیشتر صبر کنیم.


نظرات

guest
0 دیدگاه
Inline Feedbacks
View all comments
بالا