微软介绍 Xbox 快速架构：Xbox Series X 的灵魂

7月15日消息 今天，微软发文介绍了 Xbox 快速架构，并称其为Xbox Series X 的灵魂。

微软表示，Xbox 快速架构的设计初衷就是成为新世代游戏素材流的终极解决方案。传统I/O 子系统的这种彻底改造直接影响了 Xbox Series X 设计的各个方面。如果我们的定制设计处理器位于 Xbox Series X 的核心，Xbox 快速架构就是Xbox Series X 的灵魂。通过硬件、软件创新的深度集成，Xbox 快速架构将通过新世代游戏为玩家提供前所未有的游戏体验。

Xbox 快速架构包含四个主要组件：微软自定义 NVME SSD、硬件加速解压模块、全新的 DirectStorage API 和采样器反馈流 （SFS）。

自定义 NVME SSD: Xbox 快速架构的基础是我们的定制 1TB NVMESSD，提供 2.4 GB/s 的原始 I/O 吞吐量，是 Xbox One 吞吐量的 40 倍以上。PC 中使用的传统 SSD 通常会随着热量增加或执行驱动器维护时降低性能。Xbox Series X 中的自定义 NVME SSD 旨在实现一致、持续稳定的性能，而不是峰值性能。开发人员将获得时刻都有保证的 I/O 性能水平，他们可以依靠这种性能水平设计和优化他们的游戏，从而消除他们当前必须克服的障碍和约束。这种一致、持续稳定的性能水平也适用于希捷可扩展存储卡，无论游戏位于何处，您都能获得完全相同的游戏体验。

硬件加速解压: 为尽量减少下载时间以及每个游戏所需的存储量，游戏程序和素材都经过压缩。通过 Xbox Series X 对于行业标准 LZ 解压器的硬件加速支持，以及专为名为 BCPack 的纹理数据而设计的全新的专有算法，为开发人员提供了两全其所用的优质资源，无需在质量或性能方面损失任何成本。由于纹理数据占游戏总大小的很大一部分，除了通用 LZ 解压器之外，还针对纹理数据进行了专门构建的算法，因此两者都可以并行使用，以减少游戏包的整体大小。假设压缩比为 2:1，Xbox Series X 为游戏提供了有效的 4.8 GB/s I/O 性能，大约是前代主机 I/O 性能的 100 倍。而要在软件中提供类似级别的解压性能，需要超过 4 个 Zen 2 CPU 内核。

全新DirectStorage API: 标准文件 I/O API 是 30 多年前开发的，几乎没有变化，而存储技术自那时以来已取得了重大进展。当我们分析游戏数据访问模式以及使用 SSD 技术的最新硬件进步时，我们知道我们需要提升最先进的技术，将更多的控制权掌握在开发人员手中。我们在 DirectX 系列中添加了一个全新的 DirectStorage API，为开发人员提供了对 I/O 操作的精细颗粒控制，使他们能够建立多个 I/O 队列，确定优先级并最大限度地减少 I/O 延迟。这些直接、低级别的访问 API 可确保开发人员能够充分利用硬件提供的原始 I/O 性能，从而几乎消除加载时间或快速旅行系统，让快速旅行做到真正意义上的快速。

采样器反馈流 (SFS): 采样器反馈流（SFS）是一项建立在 Xbox 快速架构及其他先进技术之上的全新创新。游戏纹理根据不同细节和分辨率级别进行优化，称为 mipmap，并且可以在渲染过程中根据对象与玩家的距离使用。当对象靠近玩家时，纹理的分辨率必须提升到玩家所期望的清晰细节和视觉效果。然而，与在场景中较远的对象时可以使用的较低分辨率的 mips 相比，这些较大的 mipmap 需要大量的内存。现阶段，开发人员必须在内存中加载整个 mip 级别，即使他们可能只采样整个纹理的很小一部分。通过添加到 Xbox One X 的专用硬件，我们能够分析 GPU 的纹理内存使用情况，我们发现 GPU 通常访问内存中需要加载的纹理数据的不到 1/3。单个场景通常包含数千种不同的纹理，导致有效内存和 I/O 带宽利用率因使用效率低下而严重损失。通过这一洞察，我们能够创建和添加新功能到 Xbox Series X 的 GPU，使其只按需将 mip 级别的子部分加载到内存中，及时满足 GPU 的数据需求。这一创新使平均超过原始硬件功能的有效 I/O 吞吐量和内存使用量提升至约 2.5 倍。SFS 在可用系统内存和 I/O 带宽上提供了有效的乘数，从而显著提高了内存和 I/O 吞吐量，使您的游戏更加丰富、更具沉浸感。

了解到，Xbox Series X 采用了 AMD 最新的 RDNA 2 GPU和 Zen 2 架构 CPU，提供超过 12 TFLOPs的 GPU 功率和超过 4 倍于 Xbox One X CPU 处理能力。