Os rumores e murmúrios estão a evoluir para reportagens em grandes websites, o website Semiaccurate está a oferecer acesso aos subscritores de alto nível àquilo que afirma ser as especificações iniciais, enquanto fugas não-verificadas e as falsificações elaboradas estão a começar a aparecer no forum ResetEra. A PlayStation 5 está de facto em desenvolvimento, mas os detalhes concretos sobre o hardware são obviamente limitados – ainda estamos distantes do lançamento, afinal de contas. Mas a Sony, e também a Microsoft, estão a operar num mundo de tecnologias existentes disponíveis para vários compradores e podemos oferecer uma boa ideia dos desafios e possibilidades dos fabricantes de plataformas – para não falar de quando é que uma nova máquina pode tornar-se viável. Existe também uma grande questão que talvez consigamos abordar – até que ponto um salto geracional é possível.
Vamos começar com as datas. Sabemos que Mark Cerny voltou à estrada para falar com os produtores sobre as suas necessidades para a PlayStation da próxima geração. Mas no que toca ao lançamento de uma consola para as lojas, existem duas complicações tecnológicas que precisam de ser resolvidas antes da produção de uma unidade final: em primeiro a disponibilidade de um processo pequeno e mais denso para a produção do processador principal do sistema, e ainda a necessidade para memória nova e mais rápida. Em ambos os casos, 2019 parece o mais cedo possível para um salto geracional no poder das consolas, mas outros factores – o custo de construir o sistema, por exemplo – podem adiar ainda mais o salto.
Tudo começa ao nível do transistor. O processo de produção 16nm FinFET da gigante TSMC de Taiwan é actualmente usado por todas as fabricantes de consolas e embora existam concorrentes (e foram usados na era da anterior geração), o candidato “mais escaldante” para o processo da PlayStation 5 e próxima Xbox será a nova tecnologia 7nm FinFET da TSMC. Os dispositivos mobile serão provavelmente os primeiros a aproveitar o processo, e parece que a Huawei poderá ter a primeira rodada de produção. Tipicamente, demora pelo menos um ano para um novo processo atingir a eficiência necessária para tornar a produção de consolas possível, o que novamente torna 2019 o período mais concebível para uma consola viável e teoricamente capaz de oferecer um salto substancial em poder.
Duas tecnologias concorrentes são possíveis para uma nova consola – HBM e GDDR6. A primeira está disponível agora, mas possivelmente demasiado cara para a Sony e a Microsoft. A segunda é um candidato mais viável, com a produção em massa a começar mais adiante no ano, mesmo a tempo para a chegada da nova onda de placas gráficas da Nvidia. Contudo, mais uma vez, vai demorar tempo para que a produção atinja o nível necessário para servir os milhões de dispositivos que a Sony e Microsoft provavelmente vão pedir, indo de encontro a 2019 como a data mais cedo possível em que um salto geracional pode acontecer realisticamente.
Que tipo de PlayStation 5 pode aparecer nos próximos anos? O Rich observa as potenciais tecnologias e as especificações disponíveis.
AMD é o parceiro escolhido – o Ryzen é potencialmente grande
Faz sentido que a Sony faça novamente uma pareceria com a AMD para a PlayStation 5, e as mensagens claras da Microsoft sobre compatibilidade passada e futura também sugere que a AMD vai fornecer o processador central para a Xbox da próxima geração. Novamente, é provável que ambas as firmas integrem tanto o CPU como o GPU num único componente – mantém os custos reduzidos e torna o processo de futuros modelos “slim” mais fácil de realizar. Embora Mark Cerny nos tenha dito anteriormente como a Sony acredita na geração de consolas, sugerindo uma quebra clara entre máquinas, o conceito de entregar uma máquina x86 com tecnologia de gráficos da AMD Radeon que não suporta retro-compatibilidade parece inconcebível neste momento. Cerny expressou preocupações com a compatibilidade do CPU – mesmo entre dispositivos x86 – mas a firma não quer deixar para trás a sua base instalada de mais de 70 milhões, especialmente depois do compromisso da Microsoft com esta área.
Portanto, a questão é esta: que tipo de SoC (system on chip) pode ser entregue no período de 2019/2020? Bem, conhecemos o mapa básico de tecnologias da AMD ao qual a Sony e Microsoft têm acesso e temos uma ideia sólida de como o fabrico 7nmFF escala comparativamente ao actual processo 16nmFF. Isto permite-nos preencher alguns espaços em branco, mas também é importante sublinhar que existem um grande número de incógnitas – estes mapas apenas levam até um certo ponto.
Primeiro de tudo, vamos falar sobre a tecnologia de CPU, dos quais devemos esperar nada mais do que um aumento revelador comparativamente às consolas existentes. A AMD conseguiu agrafar com sucesso o seu CPU Rysen a uma APU desktop, o mais próximo nos PCs dos processadores usados nas consolas. A conclusão fascinante é que um único Ryzen CCX (ou complexo de núcleo) a 7nm deve ocupar a mesma área equivalente em silicone do que um agrupamento Jaguar nas consolas existentes a 16nm. Isto abre a porta para a inclusão de dois CCXs numa consola de próxima geração, o que significa que as novas máquinas podem entregar oito núcleos completos e 16 threads. Pensa nisto como o equivalente das consolas à linha Ryzen 7 desktop da AMD – mas quase certamente a velocidades de relógio mais baixas.
Isto equilibra toda a proposta das consolas e mudará a natureza dos jogos que jogamos. As máquinas da actual geração ficaram aquém pela inclusão daquilo que eram efectivamente núcleos x86 reutilizados do mercado mobile – era essencialmente a única tecnologia disponível para a Microsoft e Sony nos laboratórios da AMD quando a PS4 e Xbox One estavam a ser planeadas. Há poucas dúvidas de que as máquinas de próxima geração vão oferecer desempenho ao nível dos CPUs de desktop através do AMD Zen core, ou através de versões refinadas dele. O potencial oferecido por este nível de poder numa plataforma fixa é altamente apelativo e poderá ter um impacto fundamental nos jogos que jogamos, com níveis bem mais altos de simulação e sofisticação.
A AMD continua a iterar a sua tecnologia Ryzen – o mais parecido que temos a um certificado para a sua inclusão nas consolas de próxima geração. O que não é evidente é qual geração do Zen core poderá ser incluída numa consola de 2019/2020.
Gráficos e teraflops – onde as coisas ficam complicadas
É fácil especular que, se a AMD é o parceiro chave para as consolas de próxima geração, a Sony e a Microsoft vão tirar partido da tecnologia mais avançada de gráficos do grupo Radeon – o GPU com o nome de código ‘Navi’ – ou no mínimo, elementos dele. É aqui que as coisas se tornam mais complicadas de seguir, porque a Navi está atrasada e para além da AMD revelar que usa ‘memória de próxima geração’, nada mais sabemos. A inclusão de referências à Navi numa driver GPU do Linux sugere que, pelo menos existe, mas além disto é um mistério.
Os sinais apontam que a Navi ainda é baseada na tecnologia Graphics Core Next (GCN) da AMD – o que poderia trazer benefícios para facilitar a retro-compatibilidade para os donos das plataformas. Tanto a Microsoft como a Sony deverão poder aproveitar a tecnologia Navi mesmo que as partes para desktop não estejam disponíveis – a PlayStation 4 Pro usou funcionalidades das GPUs actuais Vega meses antes da arquitectura estar disponível para PC. Mas a questão é se um verdadeiro salto geracional em poder gráfico será possível – e para responder a isso, tudo depende da base escolhida: as consolas padrão ou as suas versões melhoradas.
Assumindo que um salto de geração é definido por um salto em poder de 6 a 8 vezes, entregar isso deverá ser possível se olharmos para a PS4 e Xbox One padrão como ponto de referência. Contudo, é impossível entregar isso na tecnologia actual se usas a PlayStation 4 Pro e especificamente a Xbox One X como base. Se a PS4 padrão é o nosso ponto de referência (e para ser justo, é efectivamente a plataforma líder nos jogos multiplataforma actuais), um salto de 6 a 8 vezes coloca-nos entre 11 a 15 teraflops – o que é uma janela grande. Obviamente, o ponto mais baixo será mais fácil de obter do que um monstro de 15TF.
Os Teraflops no espaço da AMD são definidos como o número de unidades computacionais multiplicados por 64 – visto que é a quantidade de shaders Radeon por CU. Depois multiplicas a contagem de shaders por dois, porque em teoria, duas instruções de GPU podem ser processadas simultaneamente. Multiplica isso pela velocidade de relógio do processador, depois divide por um milhão para obteres o resultado final em teraflops. Adicionando algum picante à mistura, a arquitectura GCN da AMD como a conhecemos pode bem ter um limite de 64 unidades computacionais, ou 4096 shaders. Realisticamente, pelo menos quatro desses CUs (e possivelmente oito a 7nm) vão precisar de ser desactivados para salvar o maior número possível de chips da linha de produção – algo que temos visto em todas as consolas existentes.
Soubemos sobre a tecnologia Navi da AMD neste diapositivo, mas como podes ver, tanto a geração actual Vega como a Navi estão atrasadas no plano.
Mas se existe um limite imposto pelas limitações estruturais da arquitectura GCN, ou pelo tamanho físico do silicone, será a frequência da GPU – baseado em grande parte nas capacidades do processo 7nm – que será a chave para levar a contagem de teraflops ao máximo. Tipicamente, as frequências aumentam de um processo para o outro, mas a velocidades atingíveis a 7nm são desconhecidas. A GPU da Xbox One X atinge 1172MHz a 16nm, mas vamos precisar de um grande salto no próximo processo – pelo menos de 30 porcento no mínimo.
Para atingir os 11TF (6 vezes os 1.84TF da PS4), um núcleo gráfico de 60 CU vai precisar de correr a cerca de 1500MHz, enquanto uma GPU com 64 CUs completamente habilitada pode correr cerca de 100MHz abaixo. Para atingir o máximo de 15TF, os 60 CUs iriam requerer cerca de 1950MHz, enquanto os 64 precisariam de 1850MHz. Convém dizer que se a GCN tem uma limitação estrutural de 64 CUs, a estimativa mais alta parece extremamente improvável de ser realizada. Contudo, com base nas velocidades extraídas do núcleo GPU da Xbox One X, 1500MHz ou talvez um pouco mais num novo processo não parece inatingível.
Se a AMD consegue exceder 64 unidades computacionais com a sua nova arquitectura Navi (a escalabilidade é mencionada num diapositivo inicial), olhando para como a área de silicone da Xbox One X poderia escalar num processo de 7nmFF, 80 unidades computacionais parece viável, com 72 ou 76 activos. 1500MHz num núcleo destes atirar-te-ia para o alto da janela de 11-15TF. Algo importante a lembrar é que, quando mais rápido o chip correr, mais quente fica, adicionado despesa extra para a solução de refrigeração.
O teaser mais recente da Navi da AMD revela menos da arquitectura do que o plano original, mas não é referida como uma arquitectura de próxima geração – está agora prevista para 2020.
E quanto ao molho secreto?
Olhando para os modelos padrão da PlayStation 4 e Xbox One, o hardware gráfico nos seus respectivos SoCs acabou por ser muito semelhante a designs existentes da AMD para desktop – mas a Sony apostou em computação assíncrona, enquanto a Microsoft introduziu instruções para facilitar a retro-compatibilidade juntamente com um processador de comandos programáveis. Todavia, com as consolas melhoradas, vimos designs mais ambiciosos e personalizados. A Microsoft fez mais de 40 optimizações no hardware da GPU, enquanto a Sony introduziu a funcionalidade checkerboarding no hardware e funções ao nível das gráficas Vega como FP16 de duplo rácio, ou aquilo que é chamado de “Rapid Packed Math”.
Unidades de computação, velocidade de relógio e os teraflops vão importar, mas esperamos que tanto a Sony como a Microsoft apostem em personalizações de hardware que reflictam as suas expectativas para a geração que está a chegar. Neste ponto, é demasiado cedo para especular sobre isto com profundidade, mas é possível que a mais recente GDC tenha oferecido uma pequena pista com o forte destaque para ray tracing acelerado pelo hardware que demonstrou uma impressionante iluminação global em tempo real.
Por um lado, isto pode ser um beco sem saída visto que apenas a Nvidia mostrou hardware com suporte de aceleração para ray tracing. Contudo, pelo outro lado, foi revelado que a Microsoft está a construir suporte para a tecnologia na API do DirectX. É claramente algo importante e obviamente que a Microsoft está altamente envolvida, significando que por extensão, a equipa da Xbox terá acesso à mesma tecnologia e poderá estar a avaliá-la para a nova consola. Se uma GPU da próxima geração poderá lidar com esta carga de trabalho extrema continua, no entanto, questionável.
O como e para onde a Microsoft e a Sony vão apontar o hardware da próxima geração depende de uma pergunta central que não está relacionada com especificações: nomeadamente, o que significa ‘próxima geração’ em termos de experiência e o que é que os donos de plataformas querem entregar? Adicionalmente, o que é que vai separá-las? Afinal, assim que a Microsoft descartou a sua abordagem ‘TVTVTV’ à Xbox One, ficamos com duas caixas semelhantes que fazem coisas semelhantes, com a PS4 base da Sony a operar com uma ligeira vantagem de especificações.
Se a Sony e a Microsoft fizerem uma pareceria com a AMD para as próximas consolas, o ‘molho secreto’ pode ser importante para separar aquilo que poderão ser tuas máquinas muito distintas. O que sabemos é que a equipa de DirectX está muito envolvida com ray tracing – mas resta saber se até mesmo uma consola de próxima geração poderá entregar resultados como estes.
E finalmente: o preço
Ao considerar uma projecção para o tipo de consola que poderia ser feita e quando, apenas consideramos uma restrição no preço – o tamanho do processador principal e por extensão, a quantidade de gráficos e o CPU hardware que cabem lá. O que não considerámos é o custo de componentes cruciais. Em cima disso, podemos assumir que um chip de 7nm é mais caro de fabricar do que um chip já existente de 16nm, portanto, a área de silicone pode ser reduzida (e isto aconteceu entre a PS4 e a PS4 Pro, e também da Xbox One para a X).
Contudo, mais pertinente, os preços da memória estão a aumentar dramaticamente e uma troca para 12GB, 18 GB ou 24 GB (todos são possíveis numa interface de memória GDDR6 384-bit) terá implicações profundas para o custo. De forma semelhante, algum tipo de inovação no armazenamento será necessária e a noção das próximas consolas saltarem inteiramente para SSD adiciona à despesa. Mas algo inovador será necessário aqui – independentemente das próximas máquinas apontarem para 18 GB ou 24 GB de RAM, a tecnologia actual de hard drives portáteis simplesmente não consegue lidar com a vasta memória. A capacidade de armazenamento, largura de memória e capacidade são áreas em que um salto gerancional será complicado.
A conclusão é: a PlayStation 5 chegar este ano simplesmente não é viável se quisermos um salto geracional. E, claramente, a actual geração ainda tem muito para oferecer – e praticamente, é o período em que a Sony e a Microsoft vão ganhar dinheiro a sério. Acabar com esta geração de consolas agora não faz sentido – para começar, não existem jogos first-party pensados especificamente para o novo hardware que poderão ser lançados este ano.
O Q4 de 2019 é o nosso primeiro alvo viável para um salto geracional decente no poder das consolas, mas o preço desse salto em tecnologia parece assustador. Mesmo no aqui e no agora, as bolhas de preço no mercado de componentes para PC estão a fazer com que o custo elevado da Xbox One X pareça mais atraente. Mas um relativamente grande processador de 7nm com uma solução de refrigeração ao nível da Xbox One X equipada com um grande aumento na RAM e uma solução de armazenamento SSD? É um novo nível de despesa – e a viabilidade financeira pode, mais do que qualquer outro factor, adiar a chegada da próxima PlayStation e Xbox para 2020.