Inside Xbox Scorpio: primi dettagli sulla nuova Xbox e speculazioni

L'E3 2016 ha rappresentato per Microsoft un ritorno alle origini in ambito console, annunciando la nuova Xbox, nome in codice Project Scorpio, che vedrà la luce sul finire del 2017. Nonostante ciò, il team Xbox ha anche snocciolato le prima informazioni tecniche su quella che da loro stessi viene definita come "la console più potente mai realizzata".

In parole povere, Project Scorpio non avrà rivali sul lungo termine, e sia PlayStation 4 Neo che Nintendo NX non potranno competere dal punto di vista tecnologico con la nuova Xbox. E difficilmente vedremo tra il 2017 e il 2018 un nuovo dispositivo, a meno di colpi di scena da parte di Sony, cosa assai improbabile in quanto impatterebbe negativamente sia sul versante economico che di immagine della compagine nipponica.

Ormai la strada è segnata e Scorpio è un ritorno alle origini di Xbox: una console estremamente potente, versatile, completa e semplice da gestire, proprio come furono la prima Xbox e la successiva Xbox 360. Microsoft è consapevole di tutto ciò e, nonostante siano necessari 18 mesi e più prima di vedere Xbox Next concretizzarsi, il gruppo capitanato da Phil Spencer è già da adesso estremamente confidente con quelle che saranno le capacità della console.

Il teaser video di presentazione, mandato in onda poco prima della chiusura dello showcase di Microsoft all'E3 2016, ha posto l'accento su tre elementi: GPU da 6 TFLOPS in grado di supportare nativamente risoluzioni native a 4K per i videogiochi, CPU da 8 Core, banda passante della memoria da oltre 320 GB/secondo:

Sono bastati questi dati per infiammare il pubblico e, di converso, animate discussioni sui canali social e siti di (dis)informazione videoludica. Su Inside Xbox Scorpio ci concentreremo tuttavia non sulle chiacchiere da bar bensì sulle specifiche tecniche della console, sui primi leak e fantasticheremo su quello che potrebbe essere l'hardware definitivo del "mostro".

Per cercare di comprendere meglio cosa ci sia alla base di Scorpio, ho ricontattato la mia fonte anonima Tom e chiesto maggiori dettagli sulla console che verrà. Partiremo dunque da questi dati aggiuntivi rispetto al reveal ufficiale, cercando di far quadrare un po' i conti:

X-Rays: "ehilà caro, come va? Questa è la nostra prima chiacchierata post-E3, volevo farti ancora i complimenti sulle informazioni che mi hai snocciolato in anteprima. Ammetto di essere stato titubante, ma hai avuto ragione".

Tom: "Figurati, e ormai dovresti conoscermi bene, ti informo unicamente quando ho la certezza di alcune cose, che poi possano essere precise o meno al 100% io di questo non ne posso mai essere sicuro, ma ti riporto quello riesco a carpire da certe documentazioni interne. Felice che che si siano concretizzate alcune cose".

X-Rays: "Partiamo subito a bomba. GPU da 6TFLOPS, non sono pochi per una nuova console ma nemmeno tanti considerando la data di uscita. Non sarà un po' pochino da qui a un anno come raw force?"

Tom: "Come ho più volte detto, 6 TFLOPS sono la base di partenza, la CPU non è stata ancora decisa se non la semplice architettura, ma essendo in fase di pre-produzione, detto altrimenti "progetto" su carta e prime demo su workstation, molte cose possono cambiare dall'annuncio all'uscita della console. Ovviamente le modifiche serviranno per aumentare sensibilmente la potenza di Scorpio e, assieme alla GPU, bisogna analizzare altri componenti critici per un buon hardware, come ben saprai. Io non sono un tecnico, però mi sono fatto una bella esperienza nel settore, soprattutto confrontando centinaia di slide e progetti."

X-Rays: "Senz'altro. All'inizio mi hai riferito che il chip di Scorpio sarà un System on Chip (SoC) semi-custom, progettato da Microsoft con il supporto di AMD e delle sue tecnologie. Non avremo quindi CPU e GPU su canali separati ma saranno "inglobati" in un'unica soluzione".

Tom: "Sì, come per Xbox One anche Scorpio utilizzerà un SoC, questo per ridurre costi, ingombri, calore generato e ottimizzazioni di natura tecnica. Questo comporta però un "contro", ossia le frequenze di elaborazione sia di CPU che di GPU saranno tarate su livelli inferiori rispetto a quanto ci si possa aspettare in un ambiente separato tra i due componenti che, come già setto, risiederanno entrambi in un SoC".

X-Rays: "La GPU di Scorpio su quale famiglia AMD si basa? Di quante Comput Units (CU) sarà costituita e a che frequenza lavoreranno?".

Tom: "Greenland ti dice qualcosa? Microsoft stava progettando una console su famiglia Polaris, idea poi scartata perchè non avrebbe consentito nel breve termine un salto evolutivo importante. Una scelta adottata da Sony per Neo, ma bocciata da Spencer e dal suo team di progettisti. Hanno così rimandato di un anno la nuova Xbox puntando su tecnologie che a breve saranno realtà, o almeno lo saranno entro fine anno. Greenland è il nome in codice dei processori grafici Vega, chip high-end basati su memorie HBM. Vega, nella versione che sarà implementata su Xbox Scorpio avrà 64 CU, di cui 8 disattivate per ridondanza, quindi attive saranno 56. Dai primi test la frequenza di elaborazione è stata fissata a 850 MHz. La GPU potrà contare su ben 3584 stream processor attivi (il conteggio deriva dalle 64 ALU moltiplicati per singola CU e non so se in fase di ottimizzazione questo numero possa aumentare o diminuire, considerando che la base di Vega è di 4096 stream processor per 64 CU attive), GCN 4.0. Vega permette 2 volte e mezzo le prestazioni per watt delle schede attuali, cosa già tangibile anche sulle schede basate su Polaris".

X-Rays: "Quindi una GPU basata a tutti gli effetti sul design originale Vega con 64 CU a 850 MHz, 4096 stream processor (valore massimo), anche se la configurazione finale sarà tarata all'ingiù, ma già questo garantirà una notevole potenza e sarà comunque un chip all'avanguardia".

Tom: "Ripeto per non confondere le idee o farvi fare i salti di gioia sulla sedia: la GPU di Scorpio è basata su Vega, ma subirà anche profonde modifiche per lavorare al meglio e a basso wattaggio con gli altri componenti, molte cose sono ancora da valutare".

X-Rays: "Certo è chiaro, anche perchè in una console il wattaggio non può superare i 180-190 watt, sarebbe altrimenti un PC! Lato CPU, in molti sostengono che sia un Jaguar overcloccato, come Neo, hai info più succulente?"

Tom: "Mi vien da ridere quando leggo Jaguar. In primis perchè per il supporto alla realtà virtuale serve un frame rate fisso come minimo a 90fps, e Jaguar, una CPU mobile, non sarebbe adatta minimamente a tale sco(r)p(i)o, in più farebbe letteralmente a cazzotti con la poderosa GPU, anche se fosse cloccata a 3 GHz. Il valore IPC di Jaguar è comunque assai basso. Microsoft punta ad un bilanciamento generale della nuova console, Jaguar farebbe da collo di bottiglia sia per la banda della memoria che la comunicazione lato GPU. Per questo motivo sarà adottata una CPU della famiglia Zen, altro chip high-end. La CPU vanterà 8 core fisici per 16 thread, con clock sui 2.5 GHz, con IPC da 161,7. Anche in questo caso per limitare consumi e calore, non escludo un downclock della frequenza, magari a 2 GHz o, nel peggiore delle ipotesi, una castrazione dei thread fisici con configurazione Zen a 4 core fisici per 8 thread. Questi valori saranno confermati poco prima della fase nella catena di montaggio, poichè le frequenze possono essere modificate anche all'ultimo istante. Però posso dirti che Scorpio sarà mossa dal duo Vega e Zen, come cuore del SoC".

X-Rays: "Una bella bestia effettivamente, ma con queste due meraviglie in un'unica soluzione, la grandezza del die a quanto ammonterebbe? Ma soprattutto il prezzo mi spaventa. Che tipo di memorie utilizzerà?"

Tom: "La eSRAM non ci sarà più, ciò comporterà quindi un "die size" come quello attuale di One, e lo spazio liberato dall'assenza di memoria integrata ha comportato l'inserimento degli ultimi derivati della tecnologia, quindi più CU, più stream processor, tutto all'interno di un SoC comunque compatto. Siamo nell'ordine dei 360 mm², realizzato a 14nm con tecnologia FinFet. Per le memorie il discorso si fa molto complesso e direi che è la parte che sta mettendo in seria difficoltà tanto Microsoft quanto AMD. Il motivo? Vega nasce come chip basato su HBM2, ma il prezzo di tali memorie è ancora elevatissimo. Vega non nasce per le GDDR5 o GDDR5X, il che costringerebbe Microsoft ad adottare o dei surrogati o delle configurazioni ibride, chiedendo al tempo stesso ad AMD di apportare grosse modifiche alla struttura interna di Vega".

Tom: "Penso che la configurazione finale della memoria non la si conoscerà prima del prossimo anno perchè le due compagnie stanno aspettando sia l'abbassarsi del prezzo delle HBM, ad oggi realizzate solo da una ditta specializzata ossia SK Hynix, ma sul campo dovrebbe scendere anche Samsung, sia la "prova su strada" dei primi chip Vega, che saranno pronti al debutto per questo ottobre (secondo la road map ufficiale)".

X-Rays: "Però un primo dato lo abbiamo, ed è quello impressionante di (oltre) 320 GB/sec come banda primaria, il che fa presupporre un approccio simil-Xbox One. E' vero che togliendo la eSRAM per garantire la compatibilità basta modificare l'MMU della gestione di memoria indirizzando i dati verso un altro pool dedicato (essendo poi tutto virtualizzato...), ma la domanda è proprio quale tecnologia adotteranno per Scorpio? Considerando che è una console pensata per il 4K nativo, servirà sia tanta memoria (per l'allocazione dati delle texture) e sia una banda davvero veloce che già sappiamo essere di oltre 320 GB/sec, ma tale risultato si ottiene mediante quale configurazione?"

X-Rays: "Le configurazioni, basandoci su questo dato, potrebbero essere molteplici, penso ad esempio (e come mi ha fatto notare qualcuno su Twitter!) a 12 GB ram complessivi strutturati però in due pool: 10 GB DDR4 per il sistema e un pool di VRAM di tipo HBM2. Le 10GB DDR4 lavorano a circa 80 GB/sec con bus a 192 bit cui si sommano 2GB HBM2 a 256 GB/sec ed ecco i famigerati +320 GB/sec. Sono supposizioni ovvio, dato che secondo speculazioni potremmo avere anche un pool unico di GDDR5 da 12 o 16 GB (dubito che venga utilizzata questa configurazione, bisognerebbe mettere nel congelatore la console!) oppure un utilizzo delle GDDR5/X. Dubito anche ad un pool unico HBM2, se vogliono comunque mantenere il prezzo della console abbordabile".

Tom: "Tieni presente che il render del teaser video di Scorpio è solo informativo, non indica alcunchè di reale, ho visto molti fare speculazioni proprio sulla memoria per questa ragione, ma ti posso dire che, trattandosi del punto cruciale dell'intero hardware, al momento non si hanno informazioni specifiche in merito, anche il valore dei 320 GB/sec è quello che serve per garantire una banda adeguata per il rendering a 4K: sanno di dover arrivare a questo traguardo ma ancora non hanno deciso a quale struttura affidarsi".

X-Rays: "Certo, è chiaro, ma lasciaci sognare un minimo! Comunque, discorso sulla memoria a parte, Scorpio sarà davvero un gioiellino tecnico. Ma il prezzo? Altra domanda, sarà una console modulare?"

Tom: "Se verranno adottate tutte le specifiche di cui sopra è probabile che il prezzo finale sia piuttosto elevato, diciamo tra un range di 499 e 599 dollari/euro. Non a caso questa console è realizzata per un target di appassionati e al lancio il suo prezzo sarà un freno per molti. Comunque i costi di produzione di abbasseranno di molto da qui ad un anno, soprattutto per le HBM, quindi anche con configurazione "top" il prezzo si manterrà al di sotto dei 600 dollari/euro".

Tom: "Sulla modularità ci sono ancora molte discussioni aperte in corso, ma sarà comunque una scelta che ricadrà nelle ultime fasi, quando la PCB, SoC e componentistica interna sarà pronta. Per la modularità, aggiungere una GPU esterna non sarà cosa impossibile, anzi, già oggi AMD propone delle configurazioni ottimali, sia per notebook che per configurazioni desktop. Ad oggi però non posso dirti se Scorpio sarà una closed box o se sarà aperta ad upgrade. Se ne sta parlando comunque, e questo è già un buon segnale".

X-Rays: "Sei stato gentilissimo, come al solito, grazie Tom!"

Tom: "Figurati stammi bene!"

Ora un riassuntino delle possibili configurazioni/specifiche tecniche di Xbox Scorpio:

• CPU Zen a 8-core, 16 thread, clock 2.0 GHz
• Configurazione CPU 2: CPU Zen 4-core, 8 thread, clock a 2.0 GHz
• GPU 6+TF Vega con 56CU (+8 di ridondanza) a 850 MHz, 3584 stream processor, GCN 4.0
• 64 stream processor per CU, da qui il valore di 3584 contro i 4096 di Vega originari
• Texture Mapping Unit (TMU): 256 (?)
• ROPS (Rendering Output Unit): 64 (?)
• Banda memoria complessiva +320 GB/sec. 
• Configurazione memoria 1: 10/12GB DDR4 4333 a 80GB/sec, 192 bit + 2GB HBM2 a 256 GB/sec
• Configurazione memoria 2: Pool 12 GB GDDR5 3500 a 336 GB/sec, 384 bit
• Configurazione memoria 3: Pool 12 GB GDDR5X 3000/2500 a 384/320 GB/sec, 256 bit
• Configurazione memoria 4: 8 GB DDR4 4333 a 80 GB/sec + 4 GB GDDR5 a 250 GB/sec, 256 bit
• Configurazione memoria 5: 12 GB HBM2 (da scartare a priori) 

Secondo quanto riferito da Tom la prossima Xbox sarà dunque un surrogato dei chipset Vega (GPU) e Zen (CPU) che formeranno il main SoC della console. Saranno molto probabilmente, se tali tecnologie saranno implementate, versioni con clock al ribasso e tagli (CU, cores ecc.) rispetto ai disegni originali che permetterebbero in primis una dimensione della APU adeguata, un consumo TDP attorno ai 180-190 watts e, non ultimo, un abbassamento delle temperature generate dal SoC.

Molto curioso di vedere quali scelte ricadranno sulla memoria, il bus interno tra i componenti e molti altri aspetti dell'hardware di Scorpio, ancora ignoti. Se dovessi fare una scommessa (e qui qualcuno mi prenderà in giro) direi configurazione 2 per quanto concerne il tipo di memoria di sistema. Se volete divertirvi un po', la formula per arrivare alla velocità di banda è [DDR Clock Speed]*[2]*[Bus Width/8] per le GDDR5, [DDR Clock Speed]*[4]*[Bus Width/8] per le GDDR5X. 

Ditemi cosa pensate e quali approcci, secondo voi, potrebbe implementare Microsoft nelle specifiche tecniche finali di Xbox Scorpio.

X-Rays