Xbox Scorpio: le specifiche tecniche in dettaglio

Destabilizzando una fetta della community dei giocatori, Microsoft ha fatto la scorsa settimana un'introduzione tecnica della futura Xbox a Richard Leadbetter di Digital Foundry, punto di riferimento per quanto riguarda il giornalismo tecnico in ambito console. Una parte degli appassionati di videogiochi è rimasta spiazzata perché non si è parlato di giochi, non è stato mostrato il form factor della nuova console e non si è fatto riferimento neanche al nome stesso del nuovo sistema. Insomma, solo specifiche.

Il numero di unità di calcolo di Xbox Scorpio risulta più che triplicato e la potenza complessiva della console superiore di 4 volte e mezza rispetto a quella della precedente Xbox One

Bisogna innanzitutto sottolineare come Xbox Scorpio non costituisca una nuova generazione di console, perlomeno nell'accezione con cui le si intendevano fino al debutto di PS4 Pro. La precedente console Sony, infatti, ha modificato un paradigma sussistente da molto tempo in questo mercato, portando un miglioramento hardware all'interno dello stesso ciclo vitale. Xbox Scorpio, quindi, così come PS4 Pro, non avrà giochi in esclusiva: il suo catalogo sarà in tutto e per tutto simile a quello di Xbox One. Solo che i giochi appariranno in forma migliore, con una grafica più dettagliata e risoluzione maggiore.

C'è una differenza tra le due console in questione riguardo all'aspetto che stiamo trattando adesso: mentre nel caso di PS4 Pro gli sviluppatori devono abilitare un profilo particolare per sfruttare l'hardware a disposizione oppure affidarsi alla "modalità potenziata" recentemente introdotta, per Xbox Scorpio non ci sarà questo limite. Tutti i giochi sfrutteranno l'hardware a disposizione in maniera sistematica.

Il reveal fatto a Digital Foundry ha inoltre spazzato via le speranze che Xbox Scorpio potesse nascondere in sé un radicale cambio all'architettura hardware. Non c'è il passaggio a Ryzen e a Vega come alcuni prospettavano, ma si tratta di un semplice potenziamento della CPU Jaguar e della GPU AMD GCN che ci sono anche in Xbox One e PS4 Pro. Effettivamente, ciò era prevedibile: per una questione di ottimizzazione dei giochi non sarebbe stato possibile cambiare così tanto.

Il SoC di Xbox Scorpio si chiama Scorpio Engine ed è stato progettato insieme dai tecnici di Microsoft e di AMD. Si tratta di una personalizzazione dotata di una serie di accorgimenti tecnici sviluppati in esclusiva per la nuova console di Microsoft. Garantisce una potenza di calcolo teorica di 6 teraflop con la parte CPU che passa da una frequenza di funzionamento di 1,75 GHz a 2,35 GHz e soprattutto con la parte GPU che acquisisce una complessità molto importante rispetto alla precedente generazione. Dalle 12 Compute Unit della prima Xbox One, infatti, adesso si passa a 40 Compute Unit. Il numero di unità di calcolo risulta quindi più che triplicato e la potenza complessiva della console superiore di 4 volte e mezza rispetto a quella della precedente Xbox One. La frequenza di funzionamento della GPU passa da 853 MHz a 1172 MHz. PS4 Pro, invece, si ferma a 36 Compute Unit e a 4,2 teraflop.

Molto importante la presenza di 12 GB di memoria GDDR5, a gran voce richiesti dagli sviluppatori. Questa dotazione rende Xbox Scorpio la console più competitiva di sempre in fatto a memoria (e non solo ovviamente), visto che all'interno di PS4 Pro ci sono 8 GB di GDDR5, mentre nell'originale Xbox One si trovano 8 GB DDR3 e 32MB di ESRAM. Proprio questi ultimi sono stati completamente rimossi in Scorpio: i tecnici di Microsoft, infatti, li avevano introdotti in Xbox One per colmare il gap con la prima PS4 e per velocizzare le operazioni di caching e di memoria virtuale. Xbox Scorpio, invece, userà la memoria virtuale di sistema per simulare i 32 MB di ESRAM rimossi e poter gestire quindi i giochi ottimizzati per la Xbox One originale senza il verificarsi di problemi di compatibilità. Questo potrebbe aumentare le latenze ma, secondo Microsoft, i miglioramenti alla bandwidth e le maggiori performance della GPU compenseranno qualsiasi tipo di problema.

La GPU di Scorpio è un'evoluzione della GPU presente in PS4 Pro. Quest'ultima, a sua volta, può essere rapportata a una Radeon RX 470 o a una Radeon RX 480 a cui è stato applicato un leggero downclock. PS4 Pro è dotata di tecnologie di upscaling innovative, come la famosa "modalità scacchiera" di cui abbiamo parlato in passato, che non esistono nel mondo PC: questo insieme alle ottimizzazioni tipiche del mondo dello sviluppo su console permette di ottenere prestazioni in certi casi superiori rispetto a quelle che normalmente l'hardware riuscirebbe a erogare. A questo punto la domanda sorge spontanea: a cosa equivarrebbe Scorpio in termini di hardware PC?

La risposta è molto complessa, come hanno detto i tecnici Microsoft a Leadbetter. Secondo questi lo shader compiler di Xbox più efficiente dei corrispondenti su PC. Inoltre, la possibilità di comandare l'hardware in maniera diretta tramite le API costruite su misura per Xbox consente di ottenere vantaggi importanti, anche se non sempre misurabili con precisione. Microsoft fornisce a Leadbetter uno strumento definito PIX, Performance Investigator for Xbox, che permette di realizzare veri e propri benchmark con i giochi per console.

Secondo i risultati ottenuti tramite questo strumento, Scorpio fa registrare prestazioni paragonabili a quelli di una NVIDIA GeForce GTX 1070 o una AMD Radeon R9 Fury X per quanto riguarda i giochi in 4K. In particolare è stato confrontato Forza Motorsport 6 su Xbox One con Forza Motorsport 6 Apex per PC. Microsoft, inoltre, sostiene che Forza viene renderizzato in 4K nativi dalla nuova console e a 60fps, il tutto sfruttando solamente il 60 o il 70% delle risorse di elaborazione di Scorpio. Sarà sicuramente vero ma bisogna aggiungere che il titolo Turn 10 è particolarmente ottimizzato e performante anche con hardware di precedente generazione: giochi più complessi da renderizzare andranno in futuro usati per verificare ulteriormente le prestazioni della nuova console con il 4K. Scorpio può comunque usare tecniche di upscaling come "modalità scacchiera", quindi il rendering nativo a 4K sarà tutto da verificare.

La memoria RAM di Xbox Scorpio è quindi di tipo GDDR5 da 12GB con interfaccia 32 bit a 12 canali, per un data rate complessivo di 326 GB/s. Si tratta di un'interfaccia a 384-bit con moduli che operano alla frequenza di 6,8GHz, per una bandwidth complessiva che si attesta su 326GB/s. La cosa più importante, però, è che Xbox Scorpio trarrà benefici da alcune feature Polaris già introdotte da PS4 Pro come delta colour compression, che consente una migliore trasmissione delle informazioni relative ai colori tra la memoria della GPU e quella di sistema.

Dei 12 GB di Scorpio 8 vengono messi a disposizione degli sviluppatori, 4 restano di competenza del sistema operativo della console. Il sistema operativo quindi va a consumare 1 GB in più rispetto all'originale Xbox One, e questo dipende dalla necessità di dover renderizzare la dashboard a 4K. Tutto questo genera la necessità di avere migliori prestazioni anche nelle trasmissioni dati rispetto all'unità di storage, che su Xbox Scorpio sarà da 1 TB e con bandwidth superiore del 50% rispetto al disco della precedente Xbox.

Anche in termini di dissipazione del calore Microsoft ha pensato a soluzioni innovative per il segmento console

Per quanto riguarda la componente audio, Microsoft ha trapiantato il processore audio dall'originale Xbox One a Scorpio, aggiungendo nuove funzionalità e un miglior supporto al surround spaziale. Scorpio supporterà il Dolby Atmos per i giochi e per le cuffie, insieme al formato HRTF di proprietà di Microsoft che migliorerà la percezione della provenienza dei suoni anche per quanto riguarda l'altezza. HRTF è un supporto sviluppato dal team di HoloLens. Inoltre, per via del fatto che si tratta di un processore sostanzialmente identico al precedente, sarà molto facile applicare l'upgrade al suono spaziale a tutte le applicazioni già esistenti.

A Leadbetter, Microsoft ha parlato anche di un nuovo tipo di gestione delle draw call. In realtà, non si tratta di un principio molto differente da quello alla base delle DirectX 12. L'architettura di Scorpio gestirà in modo migliore il lavoro della CPU in modo che vengano fornite istruzioni alla parte GPU in maniera efficace, evitando che la GPU rimanga inoperosa anche per intervalli di tempo molto brevi.

"Le chiamate ad alta frequenza fatte dai giochi alle API sono implementate nella logica dei comandi del processore, e questo vuol dire che il flusso di comunicazioni tra gioco e GPU sarà molto efficiente", ha detto Andrew Goossen del reparto tecnico di Microsoft. Se nelle ore subito successive all'annuncio sembrava si trattasse di una novità nel sistema di gestione delle draw call successivamente Microsoft ha chiarito che si parla dello stesso principio già usato da Xbox One e da Xbox One S, ovvero il concetto alla base proprio delle DirectX 12.

Microsoft non ha rivelato il form factor di Scorpio, ma ha fatto una serie di studi in modo da ottenere il miglior compromesso fra frequenze di funzionamento e dimensioni del case. In ambito console questo elemento è cruciale, perché è necessario contenere il più possibile le dimensioni, come insegna anche il farraginoso lancio dell'originale Xbox One.

Microsoft ha affrontando questo problema con il cosiddetto "metodo Hovis", il cui nome proviene dall'ingegnere che l'ha ideato. Ogni singolo processore Scorpio Engine che viene ultimato nelle catene di montaggio della TSMC si contraddistingue per un preciso profilo energetico sulla base dell'efficienza raggiunta nel processo di costruzione. In luogo di soluzioni a corredo che vanno bene per qualsiasi processore, Microsoft appronterà schede madri su misura per ciascun chip costruito da TSMC.

Anche in termini di dissipazione del calore Microsoft ha pensato a soluzioni innovative per il segmento console. Userà, infatti, un dissipatore di calore a camera di vapore, simile a quelli utilizzati sulle ultime schede GeForce. Si forma di un recipiente di rame che costituisce la base del dispositivo all'interno del quale si trova acqua distillata e ionizzata in condizioni di sottovuoto. Il calore viene assorbito in acqua, dove si vaporizza, e il vapore viene indirizzato lontano dalle zone calde, condensandosi sulle alette che si trovano sul dissipatore. È una soluzione nettamente più efficiente rispetto a quelle normalmente usate nelle console.

Xbox Scorpio avrà l'alimentatore integrato all'interno del case: quella mostrata a Digital Foundry era un'unità da 245W, descritta dai tecnici Microsoft come la più efficiente nella storia di Xbox. Il cavo di alimentazione, poi, avrà la stessa forma di quello già usato da Microsoft con Xbox One S. Così come nel caso di Xbox One S, e contrariamente a quanto avviene con PS4 Pro, all'interno della nuova Xbox ci sarà il lettore UHD Blu-ray. "Il form factor sarà rivelato all'E3", dice Leadbetter. "Sulla base di questi presupposti, crediamo proprio che costituirà una piacevole sorpresa".

Digital Foundry ipotizza un prezzo di 499 dollari per Project Scorpio. Avrà successo? È difficile da dire, anche perché PS4 Pro non sembra attecchire in maniera particolare presso il pubblico dei giocatori, non così tanto attento alle capacità di calcolo e alla completezza della grafica così come lo è sulle caratteristiche di gioco. Xbox Scorpio sarà una console "mid gen", il che vuol dire che Microsoft, così come ha fatto Sony, sta sperimentando con un modello di aggiornamento dell'hardware completamente inedito per le console, e probabilmente questo richiede un periodo di affinamento e di collaudo.

Da una parte si tratta di un semplice potenziamento di PS4 Pro e dell'architettura Polaris, con il timore di non dover cambiare troppo per i motivi che abbiamo visto prima. Detto questo, però, Scorpio porterà in dote tutta una serie di accortezze e di avanzamenti tecnologici che la renderanno un prodotto più unico che raro nel panorama console. Adesso, il vero responso spetta ai giochi e quindi bisogna attendere l'E3. La data da segnare sul calendario è quella di domenica 11 giugno, giorno per il quale Microsoft ha fissato il suo briefing pre-E3.