Xbox Series X: обзор технологий следующего игрового поколения

Несколько месяцев назад мы представили Xbox Series X, нашу самую быструю и мощную консоль в истории. Ее появление означает переход к новому поколению консолей, при создании которого мы в первую очередь думали об игроках. Xbox Series X появится в продаже уже в новогодние праздники и установит новые стандарты производительности, скорости и обратной совместимости, при этом позволяя вам играть в тысячи игр всех четырех поколений.

Недавно команда Xbox вместе с технологическим экспертом Остином Эвансом и Digital Foundry смогла более детально рассмотреть некоторые технологии, лежащие в основе Xbox Series X, и обсудить с разработчиками те решения, которые они принимают, определяя судьбу нового игрового поколения. Мы провели целый день, обсуждая всё от специального консольного процессора и решений для сокращения задержек до обратной совместимости и визуальных доработок.

(Примечание редактора: Мы будем использовать в публикации ряд аббревиатур и обсуждать технологии, не всегда давая им определения. Поэтому мы создали словарь Xbox Series X (на английском языке), содержащий большинство этих терминов и многое другое. Мы будем давать соответствующие ссылки. Кроме того, вы можете узнать о функциях нового беспроводного контроллера Xbox Wireless Controller и о том, как команда сокращает время задержки.)

Новое поколение Xbox обладает тремя ключевыми характеристиками: мощность, скорость и обратная совместимость. Давайте рассмотрим их подробнее и узнаем о технологиях Xbox Series X, которые позволили воплотить их в жизнь.

Самый мощный Xbox в истории

Только начиная работу над Xbox Series X, команда была намерена создать самый мощный Xbox в истории, и это привело к обсуждению того, как определять мощность в новом поколении консолей. В предыдущих поколениях мощность определялась прежде всего за счет графических инноваций: переход от 8-битной к 16-битной графике, затем от 2D к 3D, от SD к HD и наконец к 4K.

Сегодня геймеры хотят, чтобы как можно больше игр работало с частотой 60 fps (кадров в секунду), с высокой визуальной точностью и четким, эффективным откликом. Разработчики предложили креативные решения, такие как динамическое масштабирование разрешения, позволяющее сохранить высокое качество картинки при высокой частоте кадров, но очень часто это делается в обход ограничений и препятствий в существующих системах. Всё это изменится с выходом Xbox Series X. Улучшен будет не только внешний вид игр, но и весь игровой процесс.

«В Xbox Series X существенно выросла производительность графического процессора, а качество графики выходит на новый уровень благодаря таким новым возможностям, как трассировка лучей с аппаратным ускорением, — сказал Джейсон Рональд, директор по управлению продуктом (Director of Product Management) Xbox Series X. — Но мы не считаем, что главным в этом поколении консолей станет только графика или разрешение».

Участники команды инженеров понимали, что им нужно было создать консоль нового поколения, на которой можно запускать игры в качестве 4K с частотой 60 fps без компромиссов для разработчиков. Они также поставили перед собой задачу обеспечить уровень производительности, считавшийся ранее недоступным в консолях, включая поддержку 120 fps для самых высокотехнологичных и конкурентных игр. Команда считает такие параметры, как разрешение и частота кадров, творческими решениями, которые лучше оставить на откуп разработчикам игр, но при этом необходимо было сделать так, чтобы система могла обеспечить должное качество для мощнейших блокбастеров, киберспортивных дисциплин и инновационных приключенческих игр.

Чтобы обеспечить реализацию этих потребностей, команда укрепила свое долгосрочное сотрудничество с производителем процессоров AMD, который начал работать с командой Xbox более 15 лет назад над Xbox 360. Себастьян Нуссбаум, корпоративный вице-президент и старший партнер, глава подразделения Semi-Custom Products and Technologies​ в AMD, рассказал немного о том, какие решения были созданы для обеспечения мощности Xbox Series X.

По словам Нуссбаума, благодаря фокусу на трансформационном дизайне и повышении производительности в новом поколении «консоль превратится в настоящую площадку развития технологических инноваций». Во многом это будет связано с наличием специального 8-ядерного процессора AMD Zen 2 CPU и графической архитектуры RDNA 2-class GPU.

Эта архитектура нового поколения обеспечивает новый уровень производительности, позволяющий разработчикам создавать реалистичные и достоверные игровые миры, подобных которым мы еще не видели, при этом создавая основу для развития экосистемы DirectX, которая будет способствовать развитию отрасли.

«Xbox Series X — это самый большой прорыв в развитии однокристальных систем (SOC) и программных интерфейсов из всех созданных нами в сотрудничестве с Microsoft поколений устройств, и для AMD большая честь оставаться доверенным партнером Microsoft в этом начинании, — сказал Нуссбаум. — Xbox Series X станет настоящим лидером технологических инноваций в этом поколении консолей и даст толчок развитию инноваций в экосистеме DirectX в этом году и в последующие годы».

После презентации AMD технический специалист Эндрю Гуссен занял место у микрофона, чтобы подробнее рассказать о технологических «фишках» Xbox Series X. Ниже мы приводим список характеристик со ссылками на наш глоссарий, в котором даны определения многих из этих терминов:

Для получения дополнительных сведений ознакомьтесь с информацией от Digital Foundry — у вас появится более четкое представление о том, что эти функции означают для разработчиков и игроков.

Одной из главных (и самых заметных для игроков) особенностей Xbox Series X станет аппаратная поддержка трассировки лучей DirectX Raytracing, благодаря которой симуляция преломления и распространения звука и света в режиме реального времени станет гораздо точнее, чем во всех предыдущих поколениях. Чтобы вы увидели, как эта технология повлияет на игры, Клейтон Вот, технический директор Minecraft, показал техническое демовидео, в котором показано, как трассировка лучей может преобразить самые популярные игры.

Переключаясь между обычным изображением и изображением с аппаратным ускорением трассировки лучей DirectX, Вот провел «экскурсию» по миру Minecraft и показал, как реалистичный свет полностью меняет игру. Тени, отбрасываемые объектами, становятся четкими или размытыми в зависимости от того, как далеко от объекта вы находитесь, а от лавы исходит теплое оранжевое сияние, которое рассеивается на расстоянии и отражается на рельсах. Даже луна отбрасывает лучи, проникающие в помещение сквозь трещины в стене и сталкивающиеся с парящими в воздухе частицами. Визуальные эффекты трассировки лучей полностью меняют восприятие ландшафтов Minecraft, позволяя игроку с головой окунуться в более реалистичный мир.

Но самым впечатляющим стало то, как теперь свет проходит сквозь прозрачные объекты — например, стекло, — окрашиваясь в их цвета. Это прекрасно видно в коридоре, где стены выполнены из радужных стеклянных кубиков, каждый из которых отбрасывает на пол тень своего цвета. Еще очень впечатляет одна из самых малопримечательных субстанций — вода. Технология трассировки лучей позволила сделать ее полностью прозрачной, лунный свет теперь может проникать сквозь нее к игроку, находящемуся под водой, и реалистично отражаться от водорослей, колышущихся в волнах. Это удивительное демовидео показало, какие возможности таит в себе технология преломления лучей в Minecraft — я такого себе даже представить не мог.

Заканчивая разговор о мощности Xbox Series X, технический директор студии The Coalition Майк Рейнер показал, как его команда планирует оптимизировать свою разработку Gears 5 для Xbox Series X. Он продемонстрировал техническое демовидео Gears 5 на базе Unreal Engine для Xbox Series X с графическими настройками на уровне ультракачества версии для ПК, в числе которых высочайшее разрешение для текстур, повышенная четкость объемного тумана, а также увеличенная на 50% плотность частиц. Также было показано открывающее внутриигровое видео (кат сцена) — с частотой 60 fps в разрешении 4K (на Xbox One X частота была 30 fps) — это значит, теперь переход от заставки к игре будет максимально плавным.

Улучшения коснулись и других областей. Время загрузки максимально сокращено, и команда смогла в полной мере задействовать ряд новых функций, которые в версии для Xbox One X были отключены. Среди обновлений — контактные тени (позволяющие лучше передавать глубину объектов) и эффекты затенения на растительности, делающие более реалистичной каждую сцену. Рейнер также рассказал, что игра уже запускается на 100 fps и команда работает над тем, чтобы получить производительность в 120 fps в мультиплеерных режимах, давая игрокам возможность насладиться непревзойденным качеством игры. Что впечатляет больше всего? То, что достичь таких результатов студии удалось всего за несколько недель.

Разработчики также объявили, что оптимизированная версия Gears 5 для Xbox Series X будет доступна для обладателей текущей версии игры сразу в день выхода новой консоли благодаря системе Smart Delivery.

Улучшенный эффект погружения и захватывающая скорость

Следующий важный аспект Xbox Series X — это скорость, которую можно измерять различными способами. Современные устройства изменили наши ожидания: большинство из нас теперь хочет иметь возможность мгновенно переключаться между приложениями и продолжать играть с того места, где остановились. Поэтому разработчики спроектировали системную архитектуру таким образом, чтобы вы больше времени могли проводить в игре и меньше — в ожидании.

Во многом это стало возможным благодаря использованию твердотельного накопителя (SSD). Традиционные жесткие диски уже исчерпали почти все доступные лимиты производительности, так что инвестировать в передачу данных на уровне SSD было просто необходимо, чтобы обеспечить должное качество, учитывая планы на Xbox Series X. Разработчики сделали особый упор на эти изменения, поскольку было ясно, что ключ к новому уровню производительности лежит именно здесь. Но они не хотели, чтобы скорость выгрузки и загрузки отразилась только на том, как быстро запускаются игры.

Таким образом была создана оптимизированная для игр новая революционная архитектура Xbox Velocity с тесной интеграцией аппаратных и программных решений. Это откроет новую, ранее недоступную возможность в разработке консолей — моментальный доступ к 100 Гб виртуальной памяти для разработчиков. Компоненты архитектуры Xbox Velocity задействованы таким образом, чтобы запускать мультиплеерные игры было возможно полностью на базе физической памяти, и это в буквальном смысле меняет всё.

«Центральный процессор (CPU) — это мозг новой консоли, графический процессор (GPU) — ее сердце, а архитектура Xbox Velocity  — душа, — сказал Эндрю Гуссен, технический партнер Xbox Series X в Microsoft. — Архитектура Xbox Velocity не просто обеспечивает скорость. Это одна из главных инноваций новой консоли. Она полностью меняет то, как создаются игры. С ней нас ждут гигантские и максимально реалистичные миры».

Прежде всего эти технологические улучшения повлияют на качество игр с масштабными мирами, предлагающими игрокам свободу передвижения и открытий. Такие игры, как Final Fantasy XV, Assassin’s Creed Odyssey и Red Dead Redemption 2, определили то, какими должны быть динамичные, полные жизни миры на новом поколении консолей.

Чтобы сделать эти миры еще более динамичными, масштабными и детальными, необходимо существенное повышение вычислительной мощности и возможность максимально быстрого воспроизведения, не нарушающего эффект присутствия (без длительных поездок на лифте или длинных пустых коридоров, которыми разработчики обычно маскируют процессы загрузки). Разработчики также смогут эффективно сокращать время загрузки между уровнями и создавать по-настоящему быстрые системы перемещения.

Говоря о скорости, нельзя не упомянуть о времени задержки.

«Требовательным поклонникам киберспорта нужно четкое, отзывчивое управление, — сказал Гуссен. — Команда разработчиков Xbox проанализировала все элементы, задействованные в игровом процессе — от контроллера до консоли и от консоли до дисплея, — мы поставили себе цель использовать каждую возможность для снижения времени задержки, чтобы обеспечить наилучший игровой опыт на Xbox».

Для этого команда создала новую технологию Dynamic Latency Input (DLI), а также внесла определенные изменения в HDMI 2.1, добавив новые ориентированные на игру функции, такие как поддержка 120 Гц, переменная частота обновления (Variable Refresh Rate, VRR) и автоматический переход в режим низкой задержки (Auto Low Latency Mode, ALLM). Кроме того, в последние два года разработчики сотрудничали с ведущими производителями ТВ, чтобы подготовить современные экраны к новым возможностям Xbox Series X.

При использовании каждой из вышеназванных технологий в отдельности было бы сложно заметить какой-то эффект, но когда они работают вместе, результатом становится намного более отзывчивое управление.

И наконец, благодаря быстродействию Xbox Series X, ряд возможностей для игроков был существенно улучшен. Самое заметное — это время загрузки, значительно сниженное благодаря вычислительной мощности Xbox Series X.

О новой технологии Quick Resume  уже рассказывали ранее. На существующих сегодня консолях вы можете продолжить игру с того момента, на котором остановились. Однако большинство игроков в среднем запускает три-четыре игры в месяц, поэтому разработчики решили обеспечить возможность легко и быстро переключаться между ними. С функцией Quick Resume вы можете возобновить сразу несколько игр одним нажатием кнопки и мгновенно переключаться между ними прямо с того места, где остановились.

Поскольку прогресс каждой игры будет храниться непосредственно на системном SSD, он останется с вами даже после выключения консоли, ее полного отключения от сети и после обновления системы. Один из тестеров выключил свою консоль на неделю, а затем обновил систему, после чего смог продолжить игру с того места, на котором остановился, — загрузка не потребовалась.

Обратная совместимость сохранится в новом поколении

Третий и финальный столп Xbox Series X — это обратная совместимость. В эпоху Xbox One разработчики неоднократно демонстрировали свою любовь и приверженность к совместимости. Игроки и их любимые игры — главная ценность для команды Xbox. Как и сами геймеры, они понимают, что у всех нас есть любимые воспоминания, франшизы или игры, в которые мы хотим продолжать играть, даже когда технологии и дизайн продолжают развиваться.

«Отзывы сообщества на объявление Фила об обратной совместимости с играми 360 на E3 в 2015 году стали для меня одним из самых ярких моментов работы в составе команды Xbox», — сказал Рональд.

При работе над консолью следующего поколения команда с самого начала поняла, что необходимо удвоить усилия по обеспечению совместимости. В результате система была спроектирована таким образом, что с помощью оптимального сочетания аппаратного и программного обеспечения многотысячная библиотека игр Xbox One, Xbox 360 и даже оригинальной консоли Xbox будет доступна на Xbox Series X в еще лучшем качестве.

«Разработчики рассказали нам о Xbox Series X. Они сказали: «Как вы можете еще больше повысить мощность?» Цель была поставлена. Нам дали Xbox One X — и мы словно получили большую игровую площадку, — сказал Пегги Ло, руководитель по программному менеджменту обратной совместимости (Principal Program Management Lead, Backward Compatibility). — А когда нам дали Xbox Series X, у нас будто появился целый парк развлечений».

Игроки увидят преимущества улучшенного аппаратного обеспечения Xbox Series X для игр с обратной совместимостью: улучшенное время загрузки, более стабильная частота кадров, более высокое разрешение и улучшенное качество изображения. Специалисты по совместимости также продолжат создавать абсолютно новые технологии и инновации, которые мы сможем использовать для дальнейшего совершенствования существующего каталога игр при запуске на Xbox Series X.

Команда Xbox так привержена идее совместимости игр и различных поколений консолей, что мы поможем вам взять с собой в новое поколение не только игры, но и ваши аксессуары Xbox One, прогресс и сохраненные файлы. По сути, весь ваш игровой опыт перейдет вместе с вами в новое поколение.

Но и это еще не все. Команда разработала систему многопользовательской игры на разных поколениях консолей и новую функцию Smart Delivery, позволяющую вам, один раз купив игру, быть уверенным, что вы получите лучшую ее версию, на какой бы консоли Xbox вы ни решили играть. Это позволит игрокам плавно переходить между поколениями консолей. Xbox Series X — самая быстрая и мощная консоль за всю историю Xbox. В этом поколении консолей главный герой — это вы. Мы надеемся, что этот обзор дизайнерских и технологических решений Xbox Series X помог ответить на ваши вопросы и понять, какой будет новая консоль, которая появится в продаже уже в эти праздники.