Xbox天蝎计划详细配置公开：CPU 2.3GHz、内存12GB - TGBUS - 电玩巴士
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北京时间4月6日21:00，外媒Eurogamer旗下的专业评测机构DigitalFoundry独家公开了微软Xbox天蝎计划的详细参数。
CPU：8颗定制x86核心（2.3GHz）
GPU：40CU 1172MHz
内存：12GB GDDR5
存储带宽：326GB/s
硬盘：2.5英寸的1TB硬盘
光驱：4K UHD蓝光
对比Xbox One和PS4 Pro配置如下：
Digital Foundry详细介绍文章全文翻译：
上周，Digital Foundry受邀前往微软雷德蒙总部，独家进行了代号“天蝎计划”的新款Xbox的技术预览。从配置曝光上来看，这次预览是前所未有的：在提前公开关键系统架构方面是首次，在公开时机方面也很特别：天蝎的开发似乎非常迅速，以至于目前至少还有6个月才会发售，我们就已经看到令人印象深刻的游戏软件在测试芯片上出色运行了。
这款主机拥有一切你需要的配置，但是微软邀请我们与开发者们交谈的原因很直白：无论数据多么优秀都不能代表最终发售的产品，计算单元的数字或是浮点数字也难以代表Xbox团队在此项企划中投入的热情。微软要证明一点：这不仅仅是机能问题，而是在各个方面把主机设计的质量提升到一个新的等级。
头条是什么呢？将聪慧的设计与纯粹的机能合并到一起，天蝎计划达到了去年E3设定的6万亿浮点的目标。这要归功于从零做起的自定义GPU，从而让当下的游戏引擎达到理想的表现，并且让其在主机上的时钟速度空前地快。GPU搭配了12GB的高速GDDR5内存与一个自定义八核CPU，整个机器则被装在了紧凑的机箱内，内置电源与对于一款主机来说最先进的冷却系统。
机能表现卓越异常，我们见证了一段《极限竞速》试玩，在原生4K以及Xbox One等级相当的设定下还能达到60帧每秒，效果有本质上的提升。这表示天蝎将会在众多游戏中都可以达到目标的原生4K，并且还能有富余的机能去提升其他的视觉效果。虽然4K是个目标，微软也还很注重1080p的用户，保证所有的模式都可以在1080p下使用。
对4K的追求与天蝎引擎
在雷德蒙德的安排非常紧凑，众多的技术得以深刻展示。自从Phil Spencer在去年E3上公布以来，天蝎计划的总体轮廓得以进化，在一些重要方面上听起来和PlayStation 4 Pro的意向有些类似，而这方面微软并没有丢分。适配新世代电视机的4K超清画面显然是目标，但是微软的解决方案意味着几乎在所有领域它都要比Pro的设计具有更本质的提高。虽然这么说，索尼对于“聪明的”GPU设计这一哲学在这里也适用，不过是以非常不同的方式得以执行的，也提供了非常多的机能马力。
“对于我来说，4K意味着十分特别的一套东西。它不仅仅意味着玩游戏时把800多万的像素点呈现在屏幕上。”Xbox核心平台团队程序总监Kevin Gammill说，“它意味着使用4K设备展现这些像素，要让它们看起来好看；它意味着使用HDR展现这些像素，达到广域色彩真实度；它意味着在与1080p版本对比时不会出现掉帧的情况之下展现这些像素。这对我们万分重要。具有空间感的音频也会提升浸入的游戏体验：想要达到那个水准的游戏体验，重要的不仅仅是眼睛看到的，还有耳朵听到的。”
新主机的核心就是天蝎引擎，这是又一次与AMD联合开发的SoC(系统级芯片)。和机箱的很多方面相同，新处理器的设计也是基于一种革命性的工作流程，它只有在世代中期进行更新设计时才有可能实现。
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Gammill继续强调当他们选择4K时，Andrew Goossen和团队都经过了深思熟虑。当时他们使用了开发工具PIX（Xbox性能监视器），这个工具可以帮助他们对GPU的进行追踪捕捉。Andrew和他的团队在开发期间经过了细致的思考希望那些900p的游戏作品能够轻松在天蝎计划上义更好的4K质量来运行。在确定了这个赌注后，团队开始了他们的工作来研发天蝎计划的引擎，这并不仅仅是与AMD来讨论需要什么零部件，而是一个非常复杂的特殊定制工作。
传统意义上说，游戏开发者需要根据平台的特点来进行开发工作，但是由于天蝎计划的设计是将那些已经存在的游戏作品提升至4K水平，所以硬件团队可以根据实际来让游戏以及平台的设计来适应这些新的特点。PIX提供给团队充分的数据，并将其输入到一个硬件模拟器中，通过这样的手段，微软团队可以了解到游戏在天蝎计划上运行时的特点，而众多的尝试和测试可以为新平台带来更好的平衡性。
“我们需要做的就是从我们的众多开发者中获取从PIX中获得的追踪数据，通过这些数据我们可以了解并推测那些工作可以帮助我们更好的让这些游戏在新平台上以4K的标准展现。”Andrew补充道。因此我们最终拥有了一个拥有我们所有畅销游戏的测试数据，通过这些我们可以对我们的配置数量、内存带宽、渲染以及着色引擎的数量和缓存的大小进行调整，并找出最好的设计以及最合适的配置。这些测试对于开发团队在权衡方面起到了非常重要的作用，因为团队希望能够将Xbox One的游戏都提升到4K的标准。
值得注意的是，这一切都是发生就在几年前，也就是在任何硬件被制造之前。那些从Xbox One游戏分析得来的知识也允许团队对AMD的定制有了更多的选择。
“我们对于AMD架构有了更多的了解，这对于我们的游戏有着非常重要的意义和好处。我们通过对研究的大量的内部排列和缓冲等研究让我们能够尽快了解到存在问题的设计，通过一些有效的措施来解决这些问题。”
最终开发团队选择了40CU 1172MHz的GPU，它相较于Xbox One的853MHz有了巨大的提升，并超越了PS4 Pro的911MHz，这样的结果与开发团队最开始为天蝎计划设计的硬件数据也非常接近。
同时团队在其他配置方面也进行了设计团队增加了着色引擎和渲染后端的数量，这些都能帮助实现4K的表现力。
解锁机能：内存，CPU以及音频
算算数学：微软的确在GPU上达到了机能目标的6万亿浮点，但是想要最大化硬件的效率还需要在主机的其他区域进行显著的提高。正如在显卡评测中总体到的，GPU需要很大的带宽才能真正去追求超清像素数。
“对于4K设备，纹理变得更大，渲染目标也变得更大。这意味着几点：你需要更多空间，你需要更多带宽。不过问题是，要多少？”著名工程师Nick Baker说，“如果打造了这个GPU然后却没有足够的内存，那就太尴尬了。所以通过Andrew之前提到的各类分析，我们得以看到不同内存带宽的效果，这让我们快速地意识到我们需要超过300GB/s的内存带宽。所以最后我们选择了326GB/s。在天蝎上我们是用384比特GDDR5交界面，也就是12个频道，每个频道32比特。”
天蝎通过384比特GDDR5交界面运行GDDR5模块，使用12个32比特频道。模块自身以6.8GHz运行，提供最终326GB/s的带宽，外加微软还得到了AMD的DCC（delta colour compression）系统加成，这一元素在Xbox One上并没有。另外是的，正如微软E3展示的母版渲染上暗示的一样，天蝎的确拥有12GB内存，开发者可以使用8GB，4GB则是为系统留存。这比Xbox One多留存了1GB，用于在原生4K下运行系统目录。游戏还是可以得到令人印象深刻的60%整体内存提升，也能保证全高清的Xbox One游戏拥有稳定的载入时间。天蝎自带1TB硬盘，带宽提升了50%。
从记录上看，ESRAM的确补充了天蝎计划的设计。“我们的存储系统以及足够的带宽都远远超过了从ESRAM所得到的。我们仅仅使用了虚拟内存系统来映射那些老游戏在GDDR5的32MB物理地址。因此，延迟变高了，但是在总性能方面，改进的贷款和GPU性能却不会造成任何问题。
在CPU方面，开发组认为在天蝎计划上使用AMD新Ryzen技术也并不太可能。在去年微软表示希望新主机能够使用8颗CPU核心，所有的迹象都指向提升团队xbox one已经发现的Jaguar核心，同时天蝎计划的CPU设定也是一种在技术上的革命，同时也是广泛定制和关键任务的专用硬件。
因此8颗核心被组织成两组配有4MB的L2高速缓存，独特的定制CPU来让天蝎计划以2.3赫兹来运行。制作组希望在保证那些Xbox One和Xbox One S游戏在新平台上100%兼容的同时也能够提升他们的画面表现力。
新的x86核心要比Xbox one的快上31%，同时也犹豫广泛的定制也减少了延迟。为了能够保证出力能够被占用的更加充分，因此CPU和GPU的一致性也得到了提升。新机器有部分硬件被卸除，当然也有一些是从Xbox One上继承来的，当然也有一些部分是全新的。其中Xbox One的音频处理器完全移植到了天蝎计划上，不过在移植的过程中也加入了新的功能——空间环绕，这个功能可以有效的增加现有的7.1设置。此外天蝎计划也使用了Hololens团队开发的新Dolby Atoms技术。
然而CPU更新最令人激动的一点可能压根和处理器模块没关系，而是GPU指令处理器——从CPU收取指令、随后将其传送给图形内核的硬件。
“我们其实移动了Direct3D 12，”Goossen说，“我们把它建进了GPU指令处理器，这意味着游戏发出的高频率API申请都会原生植入指令处理器的逻辑之中，这又意味着游戏与GPU之间的联系会非常有效率。”
处理绘制调用——也就是高效率地告诉图像硬件该画什么东西——是CPU要处理的最重要的工作之一。它可能会吸取大量处理器资源，流程常常会用到上千甚至上十万条CPU指令。有了天蝎在硬件上的支持，任何的绘制调用都可以仅用11条指令就能执行，仅仅9条来变换状态。
“对于我们和在Xbox上采用了D3D12的开发者而言这是一个巨大的利好，他们告诉我们说，他们可以把CPU渲染成本减半，这很令人惊讶，因为现在它的驱动部分只剩了一点点。”Goossen补充到。
澄清一点：天蝎计划不使用Ryzen核心，但是Xbox团队并不怎么担心这一点。“CPU方面，我们仍然可以通过自定义的改变来达到设计时的目标。”Kevin Gammill指出，“最终我们做的还是面向消费者的产品，我们把定价定得让消费者想来买。这是二者之间的平衡。”
天蝎引擎处理器大概有360平方毫米，包含70亿个晶体管。我们看了芯片图，4个渲染引擎占据了绝大部分的区域，钉在靠左的位置。每一个天蝎引擎有11个计算单元，每个区域都有一个被禁用，从而提升生产线的集成电路性能。GPU的右边是两个自定义CPU核心簇，内存交互面则位于芯片的边缘。
天蝎计划还搭载了最新的AMD媒体块，这意味着Xbox GameDVR通过下一代的HEVC解码器升级至4K60，玩家可以完全在HDR模式下捕捉自己的内容。此外被微软称呼为追溯屏幕捕捉的技术也被引进，这意味着玩家可以通过捕捉每一帧来找到最好的镜头，而不再是通过在恰当时间通过按键来截图。
在显示输出方面使用了HDMI 2.0，它能保证4K的额外的帧数，同时也能提高HDR的宽色域。开发团队坚信拥有3个输出平面的灵活输出处理可以实现渲染目标、叠加卡和游玩。而每一个输出平面都有对应的能力来进行采样，因此玩家也拥有了一个更高品质的画面滤镜。举例，如果你以4K渲染，但是在使用1080p电视，你就可以用它来进行高质量取样。
取样降低到1080p是很重要的一点。常看Digital Foundry的读者会知道我们主张让所有PS4 Pro的模式开放向全部用户，无论他们是在用什么显示设备。注重效果的模式应该让4K用户可自行选择，而超清渲染则应该为1080p用户提供超取样降低分辨率。微软对全部开发人员强制要求了这一点，并且还要求所有游戏都应该以和标配Xbox One相同或更高的帧率运行。
打造天蝎：外形和散热
在天蝎计划当中，它的GPU速度是个非常出众的地方。在当前世代的传统主机硬件设计中一般都会选择一个较为保守的时钟频率，这样可以在有限的空间中将它的发热量减到最小。所以微软实现这一点是非常不容易的。
Xbox硬件设计总经理Leo Del Castillo说：“我们真正的目标是设计一个紧凑型的主机，并且还能用最小的功耗实现它，我们做了很多特别的事情，其中一件事就是我们微调了每一个芯片的电压并优化了它们，这样可以使每块芯片都能精确地完成它的工作，这样可以使系统效率更高并且浪费更少的能量，否则这些能量将会以热量的形式出现。”
这种技术微软称之为“Hovis方法”，这是以开发了它的工程师命名的。每一个来自台积电生产的天蝎计划处理器都拥有属于自己的具体功率，微软不是采用统一的标准策略，而是通过剪裁电路板来匹配每一块芯片。无论如何，天蝎由于是一个非常强大的科技产品，所以还是会有发热量方面的问题，不过它的解决方案对于主机来说是一个革命性的创新。
长话短说，微软使用的是蒸汽散热器，它基本是一个由铜容器组成产品，内部是真空的电离蒸馏水。热量被吸收到水中然后蒸发，蒸汽远离热点然后在散热片上冷凝。它的效率非常高，但是热量仍然需要从系统中排出，而先前在标准版Xbox硬件上使用的风扇并不符合标准。
Del Castillo继续说：“我们去定制了一个专门设计的离心风机，它看起来像是汽车上的增压器。我们的每个部分都是专门定制的。”
在演讲中他向我们展示了一个预生产的天蝎计划产品，它充分利用有限的空间实现了先进的制造技术，其中包含了非常简便、优雅的模块化设计。我们看到他们给硬盘设计了一个用于吸收震动的减震器，这样可以降低错误率并确保更好的数据吞吐量。天蝎计划上还配备了UHD蓝光驱动器，它和Xbox One S上的基本相同，并配有小型模块以适配天蝎计划的底盘。
令人高兴的一点是，微软在天蝎计划中保留了内置电源。Del Castillo认为它的245W电压将会是Xbox历代中能效最好的。在主机的背面，天蝎的端口布置与Xbox One S相同，包括标准的8字电源线（和PS4 Pro选用了比PS4更大的电源线不同）。他们的想法是能让使用Xbox One S的人毫不费力地切换到天蝎上面。由于端口方面和Xbox One S相同，所以原版Xbox One的Kinect端口也不存在，不过HDMI输入端口保留了下来。微软称这台主机最终的样式将在今年E3上正式公开，我们估计大家会有惊喜。
天蝎上的《极限竞速》：4K 60帧 还有富余
规格是一回事，具体实现的效果是另一回事。微软承诺Xbox One上900p和1080p的游戏都能在天蝎计划上以原生4K分辨率运行。
微软向我们展示了一个在天蝎上运行的《极限竞速》技术演示（ForzaTech），它以原生4K分辨率和锁定60fps的画面运行着，同时只占用了60%-70%的GPU利用率。需要注意的是它仅仅是Xbox One游戏的导入，并不能完全代表天蝎的最终画面效果。
这段demo将最大数量的车辆以完整的AI和物理模拟呈现了出来，它是一个非常高强度的压力测试，用于在《极限竞速》中来严格确保能以60fps的画面运行。这个演示demo只用了两天时间就完成了，并在第一天的时候就展示出了高性能。事实上，设计团队可以将这个demo展示的画面调高到相当于PC上的“超高画面”配置，并且只使用大约88%的GPU利用率。尽管这只是一个游戏，但关键是天蝎计划不仅仅是将Xbox One的引擎扩展到4K分辨率。除了Forza引擎之外，还有非常多的4K游戏。
如果是为了展示新Xbox游戏的话，挑选一个视觉效果和优化最好的第一方引擎是一个最直观的选择，不过微软坚持认为来自Turn 10的demo具有非典型性的意义。从Turn 10工作室能在这么早期的阶段就取得了很好的成绩，也许可以解释微软为什么会在新主机发售前这么早的时间点向我们展示这台新硬件了。我们遇到的每个人都对这台新Xbox有着非常强的信心。而微软将会在E3 2017上向我们分享更多的东西。
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