La CPU de PS “Neo” no es Zen (III)

Menudo follón estáis armando en los comentarios.

meh

Vamos a ver, las quejas en cuanto a rendimiento de la CPU de PS4 vienen sobretodo de cara a juegos con una gran cantidad de elementos simultáneos, especialmente las fuentes vienen de los desarrolladores de Planetside 2:

Planetside2

Los bajones que tenemos son en la parte de la CPU más que en la de la GPU. Debido a que estmaos siguiendo y actualizando tanto jugadores distintos moviendose en tu pantalla al mismo tiempo. Todo la animación y el audio asociado a esos personajes corriendo alrededor, todos sus proyectiles siendo simulados en su cliente, todas esas cosas acaban impactando a la GPU, no a la GPU.

Y Assassin’s Creed Unity:

Assassins-Creed-Unity-E3-2014-Gameplay-1

“Tecnicamente estamos atados por la CPU”… “La GPU es realmente poderosa, obviamente los gráficos se ven muy bien, pero es la CPU la que tiene que procesar toda la inteligencia artificial, el número de NPCs en pantalla, todos esos sistemas corriendo en paralelo.

“Nos vimos rápidamente limitados por eso y fue un poco frustrante, porque pensamos que ibamos a ver una mejora de diez veces sobre cualquier cosa en lo que respecto a la inteligencia artificial, pero nos hemos dado cuenta que será muy duro. No es el número de polígonos lo que afecta a la tasa de fotogramas. Podríamos correr a 100fps si solo fuesen los gráficos, pero debido a la IA estamos limitados a 30 fotogramas por segundo.

Un juego es un MMO y el otro en un sandbox que en el fondo no deja de ser un MMO offline en cuanto a complejidad de las escenas, me refiero a que son del tipo de juego que más recursos necesita de CPU, en todo caso lo que se comenta es el peso de la CPU en cuanto a gráficos… El trabajo de la CPU a la hora de renderizar una escena es el siguiente:

  1. Decir donde se encuentran los elementos en el nuevo fotograma.
  2. Enviar una lista de comandos a la GPU para que represente los cambios.

Lo importante es el llamado tiempo de fotograma que es tiempo de CPU+tiempo de GPU, basicamente lo podemos representar de la siguiente manera:

FrameTime

El tiempo de fotograma puede ser fijo o puede ser dinámico, cuando es fijo la cantidad de operaciones que se pueden realizar por tiempo de fotograma se limitan y cuando es dinámico no ocurre eso pero si que existe una fluctuación en la tasa de fotogramas, recordad que la tasa mide la velocidad. En el caso de que la tasa sea fija pero la velocidad de la CPU sea poca:

FrameTime2

Nos encontramos con que la GPU tiene poco tiempo para realizar sus tareas y en el caso de que necesite realizarlas debería aumentar el tiempo de fotograma y por tanto la tasa de fotogramas por segundo disminuiría:

FrameTime3

Ahora bien, supongamos que la CPU es más rápida, en el escenario de que el número de operaciones por fotograma por parte de la GPU fuese fijo entonces la situación sería la siguiente, el tiempo de fotograma se acortaría:

FrameTime5

Esto significa que si un juego esta limitado por CPU entonces se puede utilizar esa potencia extra en la CPU para solventar dicho cuello de botella al tener mas tiempo disponible para la CPU.

FrameTime6

Incluso se puede utilizar ese tiempo extra en la GPU para mejorar la calidad visual del juego:

FrameTime7

Se ha de tener en cuenta que cada juego es un mundo y hay juegos que son muy complejos en cuanto a CPU y juegos que son muy poco complejos por lo que las exigencias en uno y otro lado son dispares. Un juego poco exigente en cuanto a CPU no se verá beneficiado por una subida de vueltas de la CPU porque esta no supone o apenás supone un cuello de botella y más bien lo que se consigue con una CPU más potente es darle más tiempo a la GPU, un juego que sea exigente si que se vería beneficiado con el aumento de la misma. En fin, una vez explicado esto lo mejor es ir a lo que realmente importa sobre PS “Neo”.

Todos sabemos que la CPU de PS4 es un AMD Jaguar de 8 núcleos a 1.6 Ghz, en terminos del Dhrystone (benchmark sintético utilizado para medir la potencia de diferentes procesadores) si miramos la evolución en cuando al número de DMIPS/seg lo que obtenemos es la siguiente evolución teniendo en cuenta las hipotéticas especificaciones de PS “Neo”:

DMIPSPlayStation

¿Que significa esto? Pues que PS “Neo” no llegaría ni al 10X del que hablaba Ubi Soft que se espera de media en cada generación y eso respecto a PS3 que tiene una potencia en su CPU (PPE del CBEA) de 6400 DMIPS, por lo que la última columna es el salto generacional que se esperaría de manera natural y al que hacían referencia los desarrolladores de AC Unity.

¿Y que potencia necesitamos en cuanto a potencia sin cambiar de CPU respecto a PS4? Pues una CPU a 2.67 Ghz para poder llegar a esos 64000… ¿Es posible en la arquitectura Jaguar/Puma/Puma+?

PumaSpecs

El limite en la versión de 28nm es de 2.5 Ghz, el salto a 14nm FinFet debería permitir una subida de vueltas y por tanto aumentar el límite máximo… ¿Entonces como es que no se habla de una CPU a mayor velocidad? Pues por temas de rendimiento de las obleas, es decir el número de chips buenos que salen por cada una de ellas y por tanto el coste del mismo pero para mi, y lo he explicado varias veces hay un elemento adicional que es la estructura de costes del nuevo sistema.

En primer lugar se habla de que la RAM no va a aumentar de los 8 a los 16GB, esto es importante porque Sony ha recortado el número de chips de memoria GDDR5 de 16 (16*0.5GB) a 8 (8*1 GB) simplificando el espacio y el cableado, por lo que se ha pasado de:

SAA-001-small1

A:

CUH12001 CUH12002

Pienso que la placa base de PS “Neo” y PS4 será la misma, cambiando únicamente el SoC, el cual será compatible con el zocalo del de PS4… Dado que el tipo de memoria es el mismo, el hecho de colocar una GDDR5 a mayor velocidad no supone un cambio en la placa lógica… ¿El resto de componentes? Lector BluRay, Disco Duro, Adaptador de corriente interno… Se pueden re-utilizar los de PS4 y esto supone una disminución de la estructura de costes asociada. Hay gente que espera que el nuevo sistema cueste $600, yo más bien pienso que el nuevo sistema va a reemplazar progresivamente al actual y lo hará poco a poco a medida que el stock del SoC de la PS4 actual se vaya agotando, en la estructura que estoy revelando esto le permite a Sony una transición suave a nivel interno en cuanto a costes y es la que tiene más sentido.

¿Y que tiene que ver con la velocidad de reloj? Pues lo normal es que una vez producido el primer chip haya un tiempo que se prueben diferentes configuraciones de velocidad de reloj y voltajes dentro de unos límites concretos. Es decir, que la rumoreada velocidad de reloj de 2.1 Ghz tiene que tener un motivo físico y pienso que el motivo físico es lo que he explicado.

¿Y por qué no Zen? No has dado ningún motivo para no utilizar el Zen.

Si que lo he dado, como en la estructura de costes tiene más sentido para Sony reciclar la placa lógica de PS4 entonces el chip resultante como mucho podrá tener el mismo tamaño que el SoC de PS4, obviamente cabrán más cosas y lo que ha hecho Sony es aprovechar ese espacio para colocar una GPU más potente, pero ese espacio de más se ha utilizado para la GPU, la cual es una “Polaris 10″/RX 480 que ocuparía 2/3 del SoC teniendo en cuenta que se conservase el tamaño del SoC respecto a PS4… Pues la organizacion del SoC sería más o menos la siguiente en cuanto a espacio:

NeoSoCSpec

El Zen es una CPU mucho más compleja por lo que incluirla dentro de un espacio limitado de antemano supone el problem de que hay que recortar y lo que se vería afectado es la GPU ya que dispondría de menos espacio:

PSNeoSoC

Se que esto anda muy traido por los pelos pero para mi es una explicación lógica y sostenida de porque PS “Neo” no va a disponer del Zen en su SoC. Esto obviamente es especulación mi mis motivos de manera sostenida ya los he dado, es posible que me equivoque pero he considerado esencial darlos porque la mayoría de especulaciones olvidan toda la estructura de costes asociada y todo lo que ello conlleva sobre el diseño.

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