の大きな驚き私の最初のプロジェクトScorpio Techブリーフィング？それは明らかなことです。MicrosoftがGPU周波数を最大1172MHzまでプッシュすることができたという事実は、現在のコンソールから見たものよりもはるかに高くなっています。 Silicon Architectsがこの仕様ポイントを最初に明らかにしたとき、ハードウェアチームがどのようにしてデスクトップPCレベルのGPUクロックをコンソールサイズのフォームファクターで達成したのかと思いました。 「あなたはまだフォームファクターを見ていない」とマイクロソフトのケビン・ガミルは苦労した。
満員の日に2回目のブリーフィングを率いるのは、XboxハードウェアチームのゼネラルマネージャーであるLeo Del Castilloで、Xboxハードウェアのすべての部分と周辺機器を監督する責任があります。
会議が進むにつれて何が起こっているのかを完全に登録するには数分かかりますが、彼は本質的にを構築していますプロジェクトさそり座目の前にコンソール。プロセッサからマザーボード、シャーシ、最終的なフォームファクターまで、小売コンソールのビルディングブロックは、ブリーフィングが続くにつれてゆっくりと一緒になります。
もちろん、それはScorpioエンジン自体から始まります - 加工能力の6テラフロップ、70億のトランジスタが360mmに詰め込まれています2シリコンのスライス。しかし、デル・カスティージョと彼のチームにとって、彼らはプロセッサの前にコンソールの周囲の要素を作成しています存在します物理的な形で。
「最初の日から、私たちのシリコンのエンジニアと建築家は、実際のシリコンが何をしようとしているのかを考えています」と彼は言います。 「私の電気エンジニア、私の機械エンジニアは、シリコンからマザーボードに信号を持ち出す方法、ボードがどのようにシャーシに収まるかを考えています。デザイナーは、外部の構成がどうなるかを考えていますこれらすべてが同時に起こらなければならない場合、それは非常に最適な製品になりません分野、すべてが反復し、最終的には単一のデザインに収束します。」
私の目の前の机の下で、デル・カスティージョにはさそり座のコンポーネントの隠し場所があり、彼はプロセッサ自体を引き出します。私がそれを見たのは初めてであり、実際、Microsoftが生産シリコンを所有していることを最初に確認したことです。
「これは、パワーと信号のために背面に2400個のボールを備えた50x50mmのパッケージです」と彼は言い、プロセッサを裏返し、パッケージの端にある連絡先を指しています。 「これらはさまざまなピッチです。見てみると、ボールの一部は他のボールよりも近くにあります。これの最小ピッチは0.8mmです。
SOC（CHIPのシステム）はScorpioコンソールの脳ですが、Del Castilloが呼ぶように、単独では「無生物オブジェクト」にすぎません。システムの中心はマザーボードで、テーブルの下から引き出された次のコンポーネントです。それは小さく、非常に小さいです。コンソールは、時間の経過とともに徐々に統合されてきました。これは、すべてのSOCに統合されている複数のプロセッサの関数です。その結果、マザーボードのサイズが小さくなりますが、この時点で、最終マシンのフォームファクターと、生産ユニットがどれだけコンパクトであるかについて疑問に思い始めます。
「マザーボードと機械構造は非常に手をつないで行きます」とデル・カスティージョは説明し、完全に組み立てられたら、コンソールの後ろに終わる外部ポートを指しています。 「たとえば、IO- Xbox One Sと非常に同じようにIOをレイアウトしたため、ポートの順序、ポートの位置は基本的に同じです。 hdmiケーブル[Xbox One sから] - それらは私たちと同じ部品番号であり、直接互換性があります。」
Scorpioマザーボードは8つの層を使用しています。2つはシステムの周りの電力分布に、残りは信号用です。 SOCの周りの信号は詰め込まれているように見えます - これは、6.8GHzで実行される12の周囲の1GB GDDR5モジュールと384ビットメモリインターフェイスメッシュです。 Del Castilloによると、これは手でチューニングされたバスです。
「このバスは、パフォーマンスの要件を満たし、すべてのパフォーマンスをチップから引き出すために非常に細かく調整されています」と彼は説明します。 「これらのバスは非常に迅速に動作しています。それについて考えるのは驚くべきことですが、信号は光の速度で移動しますよね？同じ種類の速度で動作している場合、同じ銅でその同じ銅でそれを参加します。」
電力効率を維持するために、システムの要件に応じて、CPU、GPU、およびメモリコンポーネントが異なる速度で実行できます。
「SOCにある電力状態の数 - Scorpioエンジン自体 - は、8つのCPU状態、5つのGPU状態、3つの記憶のためです」とDel Castilloは明らかにします。 「当然、高性能ゲームをプレイしている場合、これらすべてが最大になりますが、他の動作モードでは、システムが消費している電力を最小限に抑えたい場合があります。ボックスとそれは熱システムの需要を最小限に抑え、ファンをできるだけゆっくりと実行できます...あなたが映画を見ているとき、またはあなたのhdmiを通してテレビを見ているとき、またはあなたがしない何かをしているとき'すべてのパフォーマンスが必要です。
電力供給は、マザーボード上のさそり座エンジンの左側にある5つのVRMS（電圧レギュレーター）を介して処理されます。この特定のインターフェイスには、15の相互接続されたパワーレールがあります。
「コンパクトなデザインをターゲットにし、全体的な効率を獲得し、電力使用を最小限に抑えることの間に、特別な多くのことをします」とデル・カスティージョは続けます。 「私たちが行うことの1つは、基本的に各チップの電圧を微調整し、それらを最適化して、チップがジョブを完了するために必要なものを正確に取得することです。」
として前に言及しました、これは、少なくとも私たちの知る限り、以前にコンソールに展開されていなかった手法です。これは、コンセプトを考案したマイクロソフトのエンジニアにちなんで名付けられた「Hovis Method」と呼ばれています。
「チップは設定やそのようなものに違いがあるという理由で新しいテクノロジーではありません。本当に違うのは、これがチップをダイノに連れて行くようなものだということです」とデル・カスティージョは言います。 「車に精通している場合、車はダイノにチューニングされます。コンポーネントレベルではなく、マザーボードレベルですべてを調整します。これらのボードと一緒に座っている他の部品の多くのバリエーションを考慮しています。
「私が使用する別の類推は、あなたがラックからスーツを買うことができるということです - あなたが44のレギュラーまたはあなたがどんなサイズであるか、またはあなたは仕立て屋に行って特にスーツをフィットさせることができますか？それは私たちが話していることですそれは、システムへのはるかに高度な効率を促進し、そうでなければ熱として出てくる多くの無駄な力を取り除くことができます。
「それは全体の職人技に戻ってきます」と、XboxのシニアエンジニアであるFrancine Shammami氏は付け加えます。 「私たちはこのデザインを本当に誇りに思っていました...私たちはその職人技を内側からそれに入れました。私たちのラインから来るすべてのマザーボードは、この個別に調整された電圧設定を持っています。数年間やりたいと思っています。
マザーボードはシャーシに取り付けられます。シャーシは、2番目の部品と組み合わされた鋼鉄の絵の一部であり、内部の保護シールドを形成します。これらは、その剛性の観点からシステムのバックボーンを提供しますが、電磁放出からユーザーを保護します。デザインのこの部分は、以前の世代のXboxを解体した人なら誰でも非常に馴染みのあるように見えるはずです。マザーボードがスチールサラウンドの1つに取り付けられた状態で、レオは追加のコンポーネントを追加し始めます。ハードドライブから始まります。 Microsoftは、ここで帯域幅が50％増加することを約束します。つまり、この仕様を満たすチェリーピッキングドライブを意味します。
「真の4Kゲームは、高解像度のテクスチャの形でより多くのデータを必要としました。私たちが本当に働いていたことの1つは、大容量貯蔵システムのパフォーマンスを改善することでした」と彼は言います。ここには何か違うものがあります。ドライブ自体は、以前にコンソールで見たものよりも精巧なアセンブリの上にあります。
「部分がどれほど優れていても、システムの残りの部分との統合は大きな違いを生む可能性があります。実際にパフォーマンスにヒットするものの1つは振動です。振動は、ストリーミング速度の敵のようなものです。そして、私たちが行うことの1つは、ドライブをスピンダウンさせ、エラストマーのダンパーでそれを一時停止します。回転する光学ドライブ。」
レオは、ハードドライブアセンブリの横にある非常に小さく、ほとんど無関係なプラスチックブラケットを指しています。即時の印象は、これがすでに非常に短いケーブルを片付けていることですが、その全体的な機能はあなたが思っているよりも重要です。
「人生におけるその目的は、ケーブルを押し下げて邪魔にならないように保つことです。そうでなければ、その上にシャーシに触れて、再び振動を伝達する可能性があるからです」と彼は言います。 「これらはすべて、私たちが持っている限り、建物のコンソールから学んだことです。これらすべてのエンジニアリングの詳細に注意して、使用するコンポーネントからすべてのパフォーマンスを取り除き、顧客が可能な限り最高のエクスペリエンスを得ることができます。 。」
システムを涼しく保つことは、Scorpioの重要な課題です。プロセッサは、以前のXboxのどの部分よりも多くのパワーを消費し、革新的な電力管理システムを使用しても、電圧調整器と同様に十分な熱を発します。 Xbox OneのDDR3を介してGDDR5に移行することは、消費電力の大幅な増加を表しています。これらの要因を組み合わせることで、新しいコンソールの冷却アセンブリでは、より多くの革新が必要です。
「私たちは本当に最適なソリューションを探しています」とデル・カスティージョは確認します。 「だから私たちがやったことの1つは、ヒートシンクの蒸気室溶液に行ったことです。蒸気室、基本的には、内部のヒートシンクの基部を形成する銅容器です。その水の沸点が低くなる。」
冷却アセンブリは印象的です - ヒートシンクは目立たず、ベースプレート全体は銅から構成されています。マザーボードの右側のかなりの割合をカバーし、Scorpioエンジン、VRMS、GDDR5のクラムシェル配置の上に座っています。以前のXboxハードウェアにある標準的な軸ファンソリューションはここでマスタードを切断しません。そのため、Microsoftは蒸気室のヒートシンクとブロワースタイルの遠心線ファンとペアリングしました。
ここでのダクトは広範囲です。冷たい空気は側面から来ており、背中から熱気が吹き出されます。冷却の優位性は別として、ユーザーの利便性の角度もあります - Scorpioコンソールの上に別のボックスを置くことができ、熱排気をブロックしません。
「私たちはこのデザインのためにカスタムデザインの適応遠心ファンに行きました。それは車のスーパーチャージャーのように見えます。インタークーラーのように見えます」とデル・カスティージョは言います。 「これについてのすべての部分は、アプリケーション向けにカスタム設計されています。蒸気チャンバーヒートシンクは設定されています。インペラとダクトの設計...計算用流体ダイナミクスモデルから始めました。これもまた、同時エンジニアリングアプローチの一部です最終的なシリコンのデザインと最終的なマザーボードのデザインがある前でも、服用してください。」
繰り返しますが、これはすべて、最終部品が製造される前にシステムの他のコンポーネントと並行して作成されます。これは、電気コンポーネントの代わりにヒーターでシャーシモデルが構築され、先の冷却課題をシミュレートします。私が見ることができなかったのは、動作中の冷却アセンブリでした - そして、ファンノイズは、特にPlayStationハードウェアでこの世代の問題でした。ただし、Del Castilloは、ファンを操作するためのアルゴリズムがどのように機能するかを説明しています。 SOCには32のダイオードがあります。これは、チップの異なる要素の異なる電力状態が、ダイ全体でさまざまな程度の熱生成の程度を引き起こすためです。
「そのダイには32のダイオードがあり、常にそれらを追跡しますが、Scorpioのためには次のレベルに行かなければなりませんでした」とXbox Senior Electrical EngineerのAndres Hernandezは付け加えます。 「そのために行ったことの1つは、Scorpioエンジンのパワーを追跡することです。これにより、ファンに非常に決定的な操作を行うことができるため、Scorpioのパワーを見つけて、実行できる正確なTJ温度を決定できます。そのため、それはScorpioにとって本当にクールなものです。そのファンの速度を制御することになります。」
冷却シュラウドのダクトは蒸気室ヒートシンクを覆っていますが、次のコンポーネントには、その所定のスロット - 内部電源などの別のダクトもあります。これはXbox One Sの基準となり、消費者からの肯定的な受信により、Scorpioに引き継がれることが保証されました。 Del Castillo氏によると、新しい245Wユニットは、これまでにXboxコンソールで使用されている最も効率的な電源です。
「それで、私たちはもう少し残っているだけです」と彼は続け、corpioシャーシ内に所定の位置にスロットする別の箱を引き出します。 「だから、今日のXbox One SはUHD Blu-rayの再生が可能な唯一のゲームコンソールであるため、Xbox Oneの最適化された光学ドライブはこのアプリケーションにかなり適合します。シャーシですが、それ以外はドライブは変わりません。」
そして、それに伴い、コンソールの内部のコレクションが完了しました。すべてがしっかりと詰め込まれており、無駄なスペースはありません。過去にかなりの数のXboxコンソールを解体したこのレベルの統合は、以前のMicrosoftボックスと比較して別のレベルにあります。スチールシャーシスロットの後半は所定の位置にあり、デルカスティージョはユニットの後ろにある穴の列を指しています。それに直面して、それは偶発的な詳細ですが、ここでも、ユニットの製造に多くの作業が注がれています。
「私たちがしなければならなかったことの1つは、大量の空気が通り抜けてかなり透明に見えるようにする大きな穴を開ける方法を見つけることでした」と彼は説明します。 「これらの穴は非常に、非常に近くにパンチされています - 穴の間のウェビングは材料の厚さよりも薄くなっています。これを行う前に、ツーリングエンジニアにこれが可能かどうかを尋ねた場合、彼らはノーと言うでしょう、それは、それを試みるべきではありませんが、私たちのエンジニアはそれを挑戦しましたアスペクト比。この細部への注意は、全体的なデザインを最適化し、そこにすべてのピースを取得することができます。
構造を完成させるのは、WiFiおよびXboxワイヤレスラジオであり、再びXbox One Sから派生し、イテレーションが改善されてProject Scorpioに移行しました。新しいシャーシと統合するにはカスタマイズが必要でしたが、コア仕様は変更されていません。つまり、2x2 WiFiは2.4GHzと5GHzの両方で802.11acデュアルバンド標準に対応しています。そして、それにより、ほぼ完全なプロジェクトScorpioユニットが私の前に座っており、MicrosoftがIDと呼んでいるものだけである最終的な外部プラスチックだけを欠いています。ここで言うのは、MicrosoftがE3の箱を明らかにしたとき、驚きを期待する必要があるということです。楽しいもの。
ifixitのようなものが最終的な小売コンソールを手に入れるとコンソールの分解を見るのは常に興味深いですが、このプレゼンテーションは実際に逆を見ることができたという点でユニークです。設計に関与するプロセス。ここで魅力的なのは、プレイ中のテクノロジーは最先端ですが、デザインのモジュール性にはまだシンプルな優雅さがあります。そして、以前のXboxデザインの類似点を見ることができるのはここです。
MicrosoftがConsole SoCからデスクトップGPUのような時計速度を抽出した方法と、XboxチームがGPUパワーの6つのテラフロップをどのように配信したかについての問題に答えます。最終結果は、PS4 Proと比較して生の計算が43％増加しており、プロセッサはダイエリアの面で12〜16％大きいと推定されています。
それは印象的な成果であり、明らかにそれを達成することは簡単ではありませんでした。私の観点から見ると、唯一の未知は、最終的なハードウェアがどれほど離れて静かになるかということです。そして、コンポーネントの選択が基本価格に追加される追加費用です。私たちが持っているすべての未解決の質問と一般的に、これはE3の問題であり、より多くの答えがあるときにそれを報告します。
Xbox HQでの独占ブリーフィングでProject Scorpioについて学びました。マイクロソフトは旅行と宿泊施設の代金を支払いました。
