Quelques mois à peine nous séparent de la fin de la huitième génération de consoles et du lancement de la neuvième. Au fur et à mesure que l’échéance se rapproche, nous en apprenons de plus en plus sur les technologies qui devraient propulser nos futures machines, repousser les limites techniques et proposer des expériences beaucoup plus immersives. Nous connaissions déjà les détails du cœur de la machine, à savoir la combinaison d’un CPU et d’un GPU basés sur les architectures Zen 2 et RDNA 2. Jason Ronald, directeur du développement de la Xbox Series X, nous livre à présent les détails de l’âme de la console : la Xbox Velocity Architecture.
Des jeux plus grands, plus gros et toujours plus gourmands
Au vu de l’évolution des jeux, de l’explosion des mondes ouverts massifs, proposant des environnements dynamiques, vivants et avec une finesse d’affichage de plus en plus grande, le cheval de bataille pour la conception de la nouvelle Xbox a été rapidement identifié. Afin d’utiliser au mieux les CPU et GPU de la Series X, il était important de pouvoir les alimenter en données extrêmement rapidement. Même si les possibilités des consoles actuelles sont énormes, les limitations sont présentes. Très souvent, les développeurs ont recours à des subterfuges tels que des ascenseurs ou des passages étroits afin de permettre au jeu de charger en mémoire les éléments qui seront nécessaires à la suite. Ces pratiques, si elles sont nécessaires, ralentissent le rythme des parties et cassent l’immersion si chère aux joueurs. Afin d’y remédier, les équipes en charge de la prochaine Xbox ont travaillé avec les développeurs et ont conçu ce que l’on appelle déjà : la sauce secrète de Microsoft.
Le hardware et le software en parfaite symbiose
Mais qu’est-ce que la Xbox Velocity Architecture et en quoi va-t-elle permettre de réaliser ces miracles ? Il faut savoir que les ingénieurs de Microsoft travaillent sur le sujet depuis quelques années. Afin de mettre au point la console la plus puissante du marché, ils ont dû s’attaquer à tous les éléments susceptibles de la ralentir pour proposer une machine sans compromis. Le résultat est une combinaison équilibrée d’innovations logicielles et matérielles qui proposera une expérience de jeu inégalable. L’architecture Xbox Velocity repose en effet sur 4 piliers : un SSD NVME maison, un algorithme de décompression, une nouvelle interface de développement et une solution pour l’optimisation de l’affichage des textures.
Le SSD NVME façon Microsoft
Au cœur du système se trouve le support de stockage des données. C’est dans ce composant que sont stockés tous les éléments qui constituent un jeu : les objets formant l’environnement, les personnages très détaillés, les textures, les données d’animation, les fichiers audio et vidéo et bien d’autres encore. Afin que ces éléments puissent être utilisés au mieux par les processeurs, il est important qu’ils puissent être accédés très rapidement. Le SDD d’une capacité de 1 térabyte de la Xbox Series X proposera une vitesse de 2.4 Go par seconde, ce qui est environ 40 fois plus rapide que le disque dur de la Xbox One. Mais ce qui est encore plus important, c’est que ces performances resteront stables quelles que soient la température de la console ou la source de stockage. Les vitesses seront donc constantes que ce soit à partir du SSD interne ou de la carte mémoire Seagate. Les développeurs ont donc une garantie sur les performances qu’ils peuvent espérer sur Xbox Series X et peuvent donc concevoir leurs jeux en connaissance de cause.
La décompression matérielle
Il faut savoir que tous les éléments stockés d’un jeu sont compressés. C’est important pour limiter les données à télécharger ainsi que pour réduire l’espace disque requis. Avant que ces données ne soient utilisées, elles doivent être décompressées. En plus d’utiliser le standard de décompression nommé LZ, La Xbox Series X introduira un nouvel algorithme de décompression spécialement optimisé pour les textures : BCPack. Comme ces données représentent la majeure partie du volume d’un jeu, il était important de pouvoir les traiter aussi rapidement que possible. Avec un ratio estimé de 2:1, les données de textures seront donc chargées en mémoire à une vitesse de 4.8 Go par seconde, c’est à dire environ 100 fois plus vite que les consoles actuelles.
Une nouvelle interface de programmation : DirectStorage
Cela fait plus de 30 ans que les interfaces permettant aux développeurs d’accéder aux données sont restées pratiquement inchangées. Alors que les technologies matérielles de stockage ont grandement évolué ces dernières années, il était capital de donner aux développeurs les outils permettant de les exploiter. Une nouvelle interface a donc été rajoutée à DirectX : DirectStorage API. Grâce à celle-ci, les créateurs auront beaucoup plus de possibilités pour contrôler leurs opérations de lecture/écriture et tirer pleinement parti des possibilités offertes par le SSD.
Charger intelligemment les textures
Dans un jeu, les textures sont optimisées à différents niveaux de détails. Ces différentes versions sont appelées des “minimap“. Selon l’endroit où se trouve le joueur et ce qu’il regarde, certaines minimaps sont affichées, d’autres pas. Au fur et à mesure que l’on se rapproche des objets, ce sont les minimaps de plus haute résolution qui sont affichées. Evidemment, les objets plus détaillés nécessitent plus de mémoire. Sur les consoles actuelles, toutes les minimaps d’un même objet sont chargées en mémoire. En ayant analysé l’utilisation effective des minimaps sur Xbox One X, il s’est avéré qu’en moyenne, ce ne sont que moins d’un tiers des textures chargées en mémoire qui sont effectivement utilisées par le GPU. En réponse à ce problème, les ingénieurs de Microsoft ont créé le Sampler Feedback Streaming permettant de ne charger que les minimaps nécessaires à l’affichage d’une scène. Cette innovation permet un gain énorme en terme d’utilisation de la mémoire et de la bande passante. Grâce au Sampler Feedback Streaming, la Xbox Series X optimiserait ses opérations I/O jusqu’à 2.5 fois.
Est-ce que la sauce prendra ?
Au vu de toutes ces avancées et innovations, il est clair qu’un travail d’optimisation global de l’ensemble des composants matériels et logiciels a été effectué. Nous ne parlons pas juste d’un simple SSD plus puissant ou plus rapide mais bien d’un ensemble cohérent de technologies travaillant de concert pour proposer la meilleure expérience possible. Chacune des étapes du flux de données, à commencer par la lecture jusqu’à l’affichage sur l’écran, ont été scrupuleusement optimisées. Il est évident que ces innovations sont nouvelles et il faudra du temps aux développeurs pour pouvoir les apprivoiser de la meilleure manière. Il faut donc bien garder à l’esprit que même si les premiers jeux nous en mettront plein la vue dès le lancement, ce ne sera rien à côté de ce qui arrivera dans quelques années.
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