Confronto teorico tra le prestazioni di PS4 e di Xbox One

Come noto, entrambe le console di nuova generazione si affidano alla tecnologia GCN di AMD per quanto riguarda la parte grafica. Tuttavia, una differente configurazione architetturale della soluzione grafica di PS4 permetterà a quest'ultima di avere una potenza elaborativa superiore sulla carta del 50% rispetto a quella della rivale Xbox One. Ma tutti si chiedono che tipo di impatto ciò avrà sulle prestazioni concrete dei giochi.

Digital Foundry, nella figura del sempre interessante Richard Leadbetter, ha cercato di dare una risposta a questa domanda, ricostruendo le condizioni hardware delle due console tramite soluzioni già disponibili sul mercato PC. Leadbetter ha appreso dagli sviluppatori che non bisogna fare troppo affidamento su questi numeri, perché nella realtà il divario prestazionale tra le due console sarà maggiormente ridotto, e dipenderà di volta in volta dal livello di ottimizzazione dei giochi.

Naturalmente il confronto allestito da Digital Foundry per forza di cose non può essere preciso, si tratta più che altro di un modo per precorrere i tempi, nell'attesa di poter finalmente mettere le mani sulle nuove console. Le specifiche di PS4 e Xbox One, quindi, sono state riprodotte utilizzando hardware PC equivalente, sempre basato su architettura AMD. D'altra parte, dice Digital Foundry, sappiamo che i giochi del lancio delle due nuove console saranno tarati inizialmente sulle potenzialità dei PC e successivamente ridimensionati per PS4 e Xbox One, una procedura inversa rispetto a quella consueta per l'attuale generazione di console. Negli ultimi anni, infatti, tranne sporadici casi, vedi Crysis 2 e 3, abbiamo avuto giochi ottimizzati per le console e poi convertiti sul PC.

La nostra fonte specifica che l'obiettivo non è quello di ricostruire perfettamente le due console, perché "semplicemente questo non è possibile", scrive Leadbetter. Piuttosto di ricreare le condizioni prestazionali che poi avremo nel concreto nella prossima generazione. La prova inoltre ha riguardato innanzitutto la parte grafica dei nuovi hardware, per cui ci si è assicurati innanzitutto che non ci fossero colli di bottiglia dettati dalla CPU o dalla memoria. Sono stati così utilizzati un Core i7 3770K overcloccato a 4.3GHz e 16GB di memoria DDR3 operanti a 1600MHz.

Naturalmente la scelta dell'hardware grafico è stata quella più impegnativa. In termini teorici, la GPU di Xbox One assomiglia molto alla soluzione architetturale Bonaire di AMD, che troviamo nella scheda video Radeon HD 7790. Sony invece propenderà per la configurazione Pitcairn, simile alla Radeon HD 7870 o, in termini di frequenza di clock, alla Radeon HD 7970M per computer portatili.

In tutti i casi, le soluzioni che avremo sulle nuove console funzioneranno a frequenze di clock più basse e presenteranno configurazioni con un numero inferiore di unità di calcolo. Secondo Digital Foundry, un maggior numero di unità di calcolo sarà fisicamente presente sin dal lancio delle console, ma queste saranno volutamente disabilitate in modo da garantire longevità alle due console. Microsoft e Sony non vorranno certo "spararsi" tutte le cartucce fin da subito, e anzi vorranno consegnare agli sviluppatori dei sistemi che richiedono degli anni per poter essere sfruttati al meglio. Inoltre, questo consentirà di continuare a utilizzare quelle schede madri che hanno palesato problemi durante la fase produttiva, semplicemente disabilitando le unità di calcolo che hanno presentato dei difetti di produzione.

Alla fine, proprio per l'impossibilità di trovare delle soluzioni perfettamente analoghe in termini di unità di calcolo nel panorama PC, Leadbetter ha propeso per la Radeon HD 7850 per riprodurre la componente grafica di Xbox One (16 unità di calcolo contro le 12 della console Microsoft) e Radeon HD 7870 XT per simulare PS4 (24 unità di calcolo contro le 18 della console Sony). "In questo modo manterremo il differenziale prestazionale tra le due console", scrive Leadbetter.

Naturalmente rimane così il problema delle frequenze di clock, per cui si è proceduto al downclock di entrambe le GPU fino a 600 Mhz. Bisogna a questo punto aggiungere che, a seconda del tipo di ottimizzazione praticato sui motori grafici, alcuni videogiochi benefiano maggiormente della presenza di frequenze di clock elevate, mentre altri traggono maggiore vantaggio in presenza di un maggior numero di core logici.

A questo punto il problema successivo è stato allineare le frequenze a cui opera la memoria della scheda video, visto che sulle due console funzionerà a 1375MHz. Nel sistema riprodotto da Digital Foundry, così, Microsoft ottiene un piccolo vantaggio teorico, perché non è possibile riprodurre perfettamente le prestazioni della GDDR3 che si troverà in questa console, ovvero un tipo di memoria più lenta rispetto alla GDDR5 utilizzata nella maggior parte delle schede video oggi in commercio e in PlayStation 4.

I risultati ottenuti da Digital Foundry confermano che aumentare il numero di unità di calcolo non produce automaticamente un miglioramento netto delle prestazioni. AMD, infatti, per le sue schede video ricorre frequentemente all'aumento della velocità di clock e delle memorie, proprio per ottenere un miglioramento delle prestazioni che non si può avere semplicemente aumentando il numero di unità di calcolo.

I test permettono di verificare come si abbia un miglioramento delle prestazioni che va dal 17 al 33% circa, quindi nettamente inferiore al 50% teorico dovuto alla presenza di un maggior numero di unità di calcolo nella configurazione scelta da Sony in confronto a quella scelta da Microsoft. PS4, infatti, dovrebbe smaltire 1152 operazioni per ciclo di clock, contro le 768 di Xbox One.

Come si può vedere nel video sottostante, per ottenere le stesse prestazioni sui due hardware surrogati si è dovuto eseguire Crysis 3 "su Xbox One" alle risoluzioni 1776x1000 e 1600x900 e ottenere così l'allineamento alle prestazioni che si hanno "su PlayStation 4" a 1080p.

C'è poi tutto il discorso della bandwidth. Entrambe le console saranno dotate di 8 GB di RAM, ma nel caso della console Sony avremo una bandwidth massima teorica di 176 GB/s, di circa tre volte superiore alla bandwidth che sembra poter garantire Xbox One, ovvero di 68 GB/s. Per contenere i problemi che potrebbero sorgere per via della limitata bandwidth, Microsoft ha deciso di aggiungere 32 MB di Esram, con bandwidth di 192GB/s, sul die del processore.

Anche in questo caso le due soluzioni scelte da Digital Foundry riflettono la differenza che avremo con le console. HD 7850 offre un bus di memoria a 256 bit, garantendo una superiorità prestazionale di circa il 60% rispetto alla HD 7790 con bus di memoria a 128-bit. Digital Foundry ha provato tre giochi: Crysis 3, Skyrim e Battlefield 3; e sebbene il gioco DICE non sembra beneficiare della maggiore bandwidth, con i primi due si riscontrano differenze nelle prestazioni fino al 20%. Questo vuol dire che gli sviluppatori dovranno utilizzare al meglio la Esram se vorranno raggiungere su Xbox One le stesse prestazioni che si hanno con PS4.

Altri dettagli sull'hardware di PS4 e Xbox One si trovano in questo editoriale.