چطور سخت‌افزار ایکس باکس سری ایکس به بهینه‌ترین شکل ممکن طراحی شد؟‌

یکی از برجسته‌ترین نکات درباره چیپست ایکس باکس سری ایکس نه فقط میزان قدرتی است که دارد،‌ بلکه میزان بهینگی در طراحی‌اش است. با تمام قابلیت‌های گرافیکی جدید و قدرت پردازشی با ثبات ۱۲ ترافلاپسی، ما شاهد یک طراحی بسیار جاه‌طلبانه و گران‌قیمت برای پردازنده دستگاه هستیم - به عبارت دیگر،‌ این کنسولی بسیار گران‌قیمت است.

برای درک بهتر مطلب،‌ این مقالات را هم بخوانید

• ایکس باکس سری ایکس دقیقاً چقدر قدرتمند است؟
• تفاوتی که رهگیری پرتو در ایکس باکس سری ایکس ایجاد می‌کند

با ابعاد ۳۶۰ میلی‌متر مکعبی چیپست، قطعه‌ای سیلیکونی درون سری ایکس جای گرفته که ابعادی به مراتب کوچک‌تر از آنچه می‌توانستیم تصورش را کنیم دارد. از سوی دیگر،‌تعبیه ۱۵.۳ میلیارد ترانزیستور در این چیپست هم بدان معناست که شاهد تراکم ترانزیستوری تا دو برابر بیشتر نسبت به پردازنده ایکس باکس وان ایکس هستیم که با فرآیند ۱۶ نانومتری ساخته شده بود. و با تمام این اوصاف، سری ایکس عملکردی بیشتر از دو برابر در تمام ابعاد دارد.

رسیدن به اهدافی که مایکروسافت برای خود در زمینه‌های پرفورمنس، قدرت و طراحی قطعات ترسیم کرده، نیازمند تفکری نوآورانه بوده است. قدرت گرافیکی فقط درباره ترافلاپس نیست - پردازش کامپیوتری نیازمند پشتیبانی با پهنای باند حافظه نیز هست که چالشی منحصر به فرد در طراحی این کنسول به وجود آورده بوده. راه حل مایکروسافت کاری خرق عادت و استفاده از رابط کاربری ۳۲۰ بیت در کنار ۱۰ ماژول GDDR6 با سرعت ۱۴ گیگابیت بر ثانیه روی برد اصلی است - شامل شش چیپ ۲ گیگابایتی و چهار چیپ ۱ گیگابایتی. چگونگی تخصیص این قطعات به نیازهای توسعه‌دهندگان واقعا جالب است.

اندرو گوسن، معمار سیستم ایکس باکس سری ایکس در این باره توضیح می‌دهد:

عملکرد حافظه نامتقارن است - این کاری است که نمی‌شد با یک پی‌سی انجام داد. ۱۰ گیگابایت از حافظه فیزیکی با سرعت ۵۶۰ گیگابایت بر ثانیه کار می‌کند. ما به این می‌گوییم حافظه بهینه پردازشگر گرافیکی. شش گیگابایت از آن هم با سرعت ۳۳۶ گیگابایت بر ثانیه کار می‌کند. ما به این می‌گوییم حافظه استاندارد. حافظه‌های استاندارد و بهینه در پردازشگر گرافیکی، عملکردی یکسان برای فایل و صدای پردازنده دارند.»

از منظر تخصیص حافظه، بازی‌ها در مجموع به ۱۳.۵ گیگابایت حافظه دسترسی دارند که ۱۰ گیگابایت از آن حافظه بهینه پردازشگر گرافیکی است و ۳.۵ گیگابایت حافظه استاندارد. این یعنی ۲.۶ گیگابایت حافظه GDDR6 باقی می‌ماند که به سیستم عامل دستگاه تعلق می‌گیرد. از نگاه مایکروسافت، این کماکان یک سیستم حافظه یکپارچه است، حتی با اینکه عملکرد می‌تواند متغیر باشد.

در صحبت با توسعه‌دهندگان، متوجه شدیم معمولا بازی‌ها به آسانی سهمیه خود از حافظه استاندارد را با مصرف پردازنده، اطلاعات صدا، اطلاعات انباشه، اطلاعات قابل اجرا و اطلاعات اسکریپت پر می‌کنند. توسعه‌دهندگان از چنین مصالحه‌ای در صورتی که پهنای باند بیشتری در اختیارشان قرار گیرد استقبال می‌کنند.

این به نظر شرایطی پیچیده می‌رسد،‌ خصوصا با درنظرگیری اینکه مایکروسافت در ایکس باکس وان ایکس از رابط کاربری سنتی‌تری برای حافظه استفاده کرد. اما این ذات استفاده از حافظه سریع‌تر GDDR6 بوده که برخی از چالش‌ها را ایجاد کرده.

وقتی با تیم سیستم صجبت کردیم مشکلاتی از نظر پیچیدگی در یکپارچگی سیگنال و چیزهایی از این دست وجود داشت. همانطور که می‌دانید، در ایکس باکس وان ایکس به سراغ رابط کاربری ۳۸۴ بیت رفتیم. اما با چنین سرعت فوق‌العاده‌ای -یعنی ۱۴ گیگابیت بر ثانیه با GDDR6- کار تا جای ممکن پیش بردیم و حس کردیم رابط کاربری ۳۲۰ بیتی مصالحه خوبی از نظر رسیدن به بالاترین پرفورمنس و همینطور ساخت سیستمی است که کارایی داشته باشد و قادر به عرضه‌اش باشیم.

جالب است بدانید در سال ۲۰۱۶ و یعنی یک سال پیش از اینکه کار روی ایکس باکس وان ایکس به پایان برسد، تیم سخت‌افزار ایکس باکس مشغول کار روی سری ایکس بوده و کار معماری قابلیت‌های نسل بعد را آغاز کرده تا قادر به عرضه کنسول جدید در تعطیلات کریسمس ۲۰۲۰ باشد. این موضوع به زیبایی یادآوری می‌کند که یک تکنولوژی جدید نیازمند چقدر زمان برای توسعه است.