Xbox Velocity Architecture การพัฒนาไปอีกระดับของระบบส่งผ่านข้อมูล

ไมโครซอฟท์บอกว่า Xbox Velocity Architecture คือจิตวิญญาณของ Xbox Series X ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น อะไรคือการทำงานของระบบนี้ที่ทำให้เหนือกว่าระบบที่มีอยู่ใน PC ปัจจุบัน

ในงานเปิดตัว Xbox Series X ไมโครซอฟท์ได้มีการพูดถึงหัวใจหลักของเครื่องคือ CPU และ GPU แต่วิญญาณของเครื่องนี้คือ Xbox Velocity Architecture จนกระทั่งเมื่อสี่วันที่ผ่านมาไมโครซอฟท์ได้ออกมาให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้ว่าคืออะไรกันแน่

เจสัน โรนัลด์ ไดเรค โปรแกรม เมเนจเมนท์ ของ XSX ได้ออกมากล่าวว่า เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ คือระบบที่สร้างขึ้นมาเพื่อ “เร่งความเร็ว” ในการส่งผ่านข้อมูลในองค์ประกอบต่าง ๆ ของ Xbox Series X โดยทั้งหมดนั้น แบ่งเป็น 4 ปัจจัย ที่ เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ จะเข้าไปทำงาน คือ

  1. คัสตอม NVME SSD,
  2. Hardware accelerated decompression ระบบเร่งความเร็วการบีบอัดและการแตกข้อมูล
  3. DirectStorag API ระบบการส่งผ่านข้อมูลโดยตรงในรูปแบบเดียวกับ Direct X ของไมโครซอฟท์ แต่เรียกว่า  DirectStorage API
  4. Sampler Feedback Streaming (SFS)

สี่ระบบนี้ คือองค์ประกอบที่เป็นการทำงานของ Velocity Architecture ซึ่งจะทำให้ Xbox Series X เพิ่มความสามารถของเครื่องให้เหนือกว่าสเปคปกติของเครื่อง เช่นการลดเวลาการโหลดเกม การลดขนาดไฟล์เกม และการหยุดและเริ่มต้นเกมอื่นได้ในทันที พร้อมกับย้อนกลับมาเล่นเกมเก่าได้ตรงจุดเดิมได้ตลอดเวลา   

“เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ คือการคิดใหม่เพื่อให้ผู้พัฒนาเกมสามารถเข้าถึงความสามารถของฮาร์ดแวร์ของ Xbox Series X ได้” เจสัน โรนัลด์ ไดเรค โปรแกรม เมเนจเมนท์ ของ XSX กล่าว “ด้วยเทคนิคการเลนเดอร์ลบการโหลดเกมทิ้งไป ไฟล์เล็กลงทำให้เก็บเกมได้มากขึ้น ไม่ว่าผู้เล่นเกมจะอยู่ที่ไหน สามารถเลือกการค้นหาได้อย่างอิสระ เรารู้สึกตื่นเต้นกับสิ่งที่เราได้เห็นนี้มาก”

โรนัลด์ ได้อธิบายเรื่องของระบบทั้ง 4 อย่างไว้ดังนี้

1 โซลิส สเตจ ฮาร์ดไดรฟ์ Custom NVMe SSD hard drive

ปัจจุบัน SSD ที่เร็วที่สุด (ยังไม่นับที่ยังไม่ออกมา) มีความเร็วการอ่านที่ประมาณ 3.3 – 3.6 GB/S (กิกกะไบท์ต่อวินาที) การอ่านที่ประมาณ 3.0 GB/S (กิกกะไบท์ต่อวินาที) ราคาก็ตกที่ 260 เหรียญ (ประมาณ 7 – 8000 บาท) ไปจนถึงระดับพันหว่าเหรียญ (ประมาณ 30000 – 40000 บาท)

ส่วน Custom NVMe SSD ขนาด 1 เทราไบท์ ของไมโครซอฟท์สามาถส่งถ่ายข้อมูบแบบ Raw ได้ที่ 2.4GB/S (กิกกะไบต์ ต่อวินาที)  ไมโครซอฟท์บอกว่า แค่นี้ก็มากกว่าความเร็วใน Xbox One X ถึง 40 เท่า แต่เมื่อเทียบกับ SSD ของ PS5 ที่ 5.5 GB/S แล้วก็ยังน้อยกว่าถึงเท่าตัวเลยล่ะครับ ตรงนี้แม้จะคุยกับที่คอมเพรส ของ XSX ที่ 4.8 GB/S ของ PS5 ที่ 8 – 9 GB/S นั่นก็ยังนับว่าแตกต่างมากอยู่ ทว่าถึงแม้จะแตกต่างก็ยังนับว่าเร็วมาก

ภายใน Xbox Series X นั้น นอกจาก SSD ในเครื่องแล้ว ยังมีสล็อตแยกเพื่อเพิ่มความจุจากการ์ด SSD 1 TB ของซีเกต ซึ่งมีคุณภาพในระดับเดียวกัน ทำให้สามารถขยายความจุได้สูงสุดที่ 2 TB

2 Hardware accelerated decompression

การส่งถ่ายข้อมูลนั้น มีทั้งแบบ Raw File หรือแบบที่เป็นข้อมูลดิบแท้ ๆ กับแบบที่เป็น Compress File ซึ่งเป็นไฟล์บีบอัดการบีบอัดนั้น ช่วยให้ไฟล์เกมให้มีขนาดเล็กลง ลดเวลาในการโหลดเกมทั้งหมดจากระบบเน็ตเวิร์ค และลดการใช้พื้นที่ แต่เพิ่มเวลาในการโหลดเกมไปเล่นเพราะต้องมีการอ่านไฟล์ที่บีบอัดแตกออกมาเสียก่อน

 ระบบ Hardware accelerated decompression นี้จะช่วยเร่งความเร็ว ในการบีบอัดและขยายข้อมูล ซึ่งไมโครซอฟท์ยืนยันว่า Xbox Series X จะทำงานบีบอัดและขยายโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพเลยแม้แต่น้อย การทำงานขยายข้อมูลที่บีบอัด จะทำงานขนานกันไประหว่างเล่นเกม

การบีบอัดของระบบใหม่นี้ จะช่วยลดขนาดเกมจากข้อมุลเทคเจอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ภายใต้การประมาณการที่ 2:1 ในการลดขนาด ซึ่งจะทำให้ Xbox Series X สามารถส่งถ่ายข้อมูล I / O ได้ที่ 4.8 GB / s  สำหรับเกมแต่ละเกม ซึ่งนี่เป็นระดับที่เร็วกว่า 100 เท่าของ I / O ของเจนปัจจุบัน

ระบบนี้ทำงานได้เทียบเท่าการทำงานของ CPU Zen 2 ถึง 4 Core ตรงนี้เป็นประเด็นที่น่าสนใจที่จะวิเคราะห์กันต่อครับ เพราะระบบทั้งหมดนี้ไม่น่าใช้แค่ซอฟท์แวร์เพียงอย่างเดียว

3 New DirectStorage API

I/O นั้นย่อมาจาก Input/Output หมายถึงการรับ/ส่งข้อมูล ที่เกิดขึ้นนอกตัวโปรแกรม เช่นการส่งข้อมูลระหว่างดิสก์สำหรับเก็บข้อมูลไปยังเมโมรี่ การส่งข้อมูลผ่านเมโมรี่เพื่อประมวลผล หรือการส่งข้อมูลจากการประมวลผลไปสู่หน้าจอ สิ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่ต้องมีการจัดระเบียบการส่งถ่ายข้อมูลทั้งสิ้น และปกติแล้ว มักจะใช้ ไม่ว่าจะเป็น Disk Storage, Display, Network หรือ โปรแกรมอื่น โดย API เป็นการเข้าถึงการเรียกใช้คำสั่งต่าง ๆ ที่ละเอียดในระดับ byte ซึ่งมีความจำเป็นในการทำงานร่วมกันโดย I คือ Input ข้อมูล และ API คือการเรียกใช้ข้อมูลที่อินพุทมา และ O คือการตอบกลับข้อมูลหรือ Output ที่มีผลจาก API ส่งกลับข้อมูลหรือปฏิเสธข้อมูลก็แล้วแต่

ไมโครซอฟท์กล่าวว่า I/O แบบมาตรฐานนั้นพัฒนามากว่า 30 ปีแล้ว และมันก็ใช้ได้อยู่ทว่าด้วยการทำงานบนเทคโนโลยี SSD ส่วนนี้จำเป็นต้องมีการพัฒนา นั่นคือระบบ DirectStorage API ซึ่งถือหนึ่งในสมาชิกของ DirectX ทำให้ผู้พัฒนาสามารถควบคุม I / O ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการบริหารการจัดการคิวของ I / O หลาย ๆ ข้อมูลพร้อม ๆ กัน ซึ่ง ส่วนนี้จะทำให้ลดเวลาการโหลดไปได้ รวมถึงการทำให้การเริ่มเกมใหม่จากจุดเดิมทำได้ในทันที

4 Sampler Feedback Streaming (SFS)

นี่คือระบบใหม่อย่างแท้จริง กับ Sampler Feedback Streaming (SFS) ซึ่งเป็นฟีเจอร์ใหม่ที่ถูกนำมาใส่ไว้ใน เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์

เจ้าตัวนี้ทำงานยังไงหรือครับ อธิบายง่าย ๆ ว่าระบบการเรนเดอร์ในปัจจุบัน จะใช้การเลนเดอร์โดยสร้าง Mipmap ซึ่งเป็นแบบจำลองคำนวนการเลนเดอร์ให้มีประสิทธิภาพในระดับความถี่ที่ดีที่สุด หมายถึงว่าจะมีการจำลองภาพแผนที่ทั้งหมดออกมาโดยวัดระยะการมองเห็นของตัวผู้เล่น หากระยะใกล้ ก็จะมีรายละเอียดของเทคเจอร์ที่คมชัด (Mip ละเอียด) แต่ถ้าระยะไกลออกไปมาก ๆ จะเป็นการเลนเดอร์โดยเทคเจอร์คุณภาพต่ำ (Mip คุณภาพต่ำ) เมื่อเข้าใกล้ ก็จะเปลี่ยนไปเป็นเทคเจอร์แบบละเอียด (Mip คุณภาพสูง)  ทีนี้ทั้งเทคเจอร์ละเอียด และเทคเจอร์คุณภาพต่ำนั้น ถูกโหลดขึ้นไปเก็บไว้ในเมโมรี่ทั้งหมด ทำให้ใช้เมโมรี่มหาศาลในการเก็บ  

ไมโครซอฟท์ยังอธิบายว่า เหตุผลนี้ทำให้พวกเขาค้นพบว่า แม้จะเป็น Xbox One X ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับคอนโซลในตอนนี้ GPU ของ Xbox One X ยังเข้าไม่ถึงข้อมูลการโหลดดาต้าของเทคเจอร์ทั้งหมด โดยเข้าถึงได้เพียง 1 ใน 3 เท่านั้น นั่นมีผลทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของ GPU ต่ำกว่าที่ควรจะเป็น ในซีนเดียว มี Mip ที่แตกต่างกันไปถึงพันกว่าเทคเจอร์ ทำให้เกิดปัญหาการใช้แบนด์วิดท์แบบสูญเปล่า  

ไมโครซอฟท์จึงได้พัฒนา SFS ขึ้นมา โดยระบบนี้จะเข้าไปควบคุมการโหลด Mips โดยจะโหลดเฉพาะ Mips ที่จำเป็นในการแสดงผลเท่านั้น ตรงนี้จะทำให้ประสิทธิภาพของการใช้เมโมรี่ของ I/O ดีขึ้นถึง 2.5 เท่า นั่นทำให้ผู้พัฒนาเกมสามารถใช้งานเมโมรี่ และ การส่งผ่านข้อมูล I/O เพื่อสร้างเกมที่ดียิ่งขึ้นกว่าเดิมได้

ผสมผสานเป็นระบบที่เอื้อต่อการพัฒนาเกม

ด้วยการส่งผ่านข้อมูล I/O ที่ดีขึ้น การเร่งความเร็วการบีบอัด ระบบ DirectStorage ที่ทำให้ส่งผ่านข้อมูลและเข้าถึงข้อมูล API ได้ทันที และ SFS รวมกันเป็น เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ สร้างระดับการเข้าถึงคุณภาพของเครื่องได้ดียิ่งขึ้น และนั่นส่งผลให้ผู้พัฒนาเกมสามารถใช้งานประสิทธิภาพเครื่องได้ดีกว่าระดับของสเปคฮาร์ดแวร์

การเข้าถึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว การโหลดข้อมูลที่บีบอัดอย่างรวดเร็ว การส่งผ่านข้อมูลอย่างรวดเร็ว และการใช้งานการถ่ายข้อมูลจากเมโมรี่ไปสู่การแสดงผลอย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ผู้พัฒนาสามารถสร้างประสบการณ์ใหม่ ๆ ในการเล่นเกมได้เป็นอย่างดี ยกตัวอย่างเช่นการลดเวลาโหลดเกมหรือการกลับไปยังจุดที่เล่นค้างไว้ได้ทันทีเป็นต้น  

กลับมาถึงเรื่องที่กล่าวไว้ในตอนต้น ว่า แล้ว เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ แตกต่างจาก PC ยังไง

เรื่องนี้ยังไม่กระจ่างชัดนักว่าไมโครซอฟท์ใช้วิธีไหน แต่ที่แน่ ๆ คือ เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ จะทำงานในส่วนของการส่งถ่ายข้อมูลแทน CPU ซึ่งจุดนี้เองที่เป็นข้อที่ดีกว่า เพราะพวกเขาบอกแล้วว่า การทำงานทั้งหมดของการจัดระบบ I/O นั้นพึ่งประสิทธิภาพของ CPU เป็นสำคัญ และคนที่ใช้ PC ก็คงมีประสบการณ์บ่อย ๆ ที่มีปัญหากับการทำงานหนักมากเกินไปของ CPU ในการส่งถ่ายข้อมูล ไมโครซอฟท์เองก็บอกว่าเดิมทีการทำงานเพื่อจัดระเบียบการส่งถ่ายข้อมูล I/O หลาย ๆ แบบนั้นใช้ CPU 2 ถึง 4 คอร์ ในการทำงาน

ตรงนี้แปลว่าประสิทธิภาพของ เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ คือการช่วยลดการทำงานของ CPU ลงและทำให้สามารถใช้งานประสิทธิภาพของ CPU ได้มากกว่าเดิม

แต่ยังมีคำถามครับว่า เอกซ์บอกซ์ เวโลซิตี้ อาร์คิเทคเจอร์ นี้ จะอยู่ในรูปแบบไหน มีการพูดถึงว่าเจ้าตัวนี้ จะเป็น ชิพ ตัวหนึ่งในเครื่อง ที่ทำงานแยกออกมาต่างหากเพื่อดูแลระบบส่งผ่านข้อมูล โดยระบุว่าจะมี I/O Chip ต่างหากที่ดูแลทั้งการขยายข้อมูล การส่งข้อมูล การเรียกกลับข้อมูล ตรงนี้เองที่เป็นจุดที่ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องที่มีอยู่ เหนือกว่าการทำงานของ PC ในระดับเดียวกัน เพราะ PC ส่วนใหญ่จำเป็นต้องใช้ CPU เพื่อทำงานตรงนี้

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงข้อสันนิษฐานเท่านั้น ยังไม่มีหลักฐานยืนยันว่าพวกเขาใช้ชิพแทน ในขณะที่เราก็ยังไม่รู้ว่า PS5 มีการใช้ชิพเพิ่มความสามารถนี้ หรือใช้ CPU ในการบีบอัดขยายข้อมูลหรือไม่ แต่ก็ยังมีความหวังว่า เทคโนโลยีนี้น่าจะถูกนำไปใช้โดย AMD กับกราฟฟิคชิพของตัวเองในอนาคตด้วย

จากที่เห็นนี้ เราคงเพิ่มระดับความสนใจใน Next Gen มากขึ้นไปอีก เมื่อมีความพยายามพัฒนาเทคโนโลยีให้ดีขึ้นถึงขนาดนี้ แต่ท้ายสุด ถ้าเกมที่พัฒนาออกมาไม่สามารถเข้าถึงผู้เล่นได้ แม้จะมีระดับเครื่องที่ดีแค่ไหน ก็อาจจะไม่ได้ช่วยอะไรเลยก็ได้ครับ คงต้องมารอดูวันที่ 23 นี้อีกครั้งหนึ่ง ว่าไมโครซอฟท์ จะสามารถนำเสนอสิ่งที่น่าสนใจได้มากกว่าที่โซนี่นำเสนอหรือไม่

ที่มาของข่าว

ข่าวอื่น ๆ

About The Author

Related posts

Leave a Reply

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *