یک نظریه: چرا کنسول‌های نسل نهم تا پیش از سال ۲۰۲۰ عرضه نمی‌شوند؟

در حال حاضر که نمایشگاه E3 را پشت سر گذاشته‌ایم، سونی و مایکروسافت هر دو کمی تا قسمتی از کنسول‌های نسل نهم خود رونمایی کرده‌اند و می‌دانیم دو کنسول در سال ۲۰۲۰ روانه بازار خواهند شد. مایکروسافت وعده عرضه پروژه اسکارلت را در ماه‌های پایانی سال ۲۰۲۰ داده و از ظواهر امر برمی‌آید که سونی هم برای همان بازه زمانی برنامه‌ریزی کرده باشد. اما چرا اینقدر باید برای آغاز نسل بعد منتظر بمانیم؟‌ آن هم در حالی که از نمایشگاه E3 2019 کاملا مشخص بود که ناقوس مرگ نسل هشتم به آرامی در حال به صدا درآمدن است. الکس کرانز از وب‌سایت کوتاکو نظریه‌ای در این‌باره دارد و در ادامه، مقاله او را باهم مطالعه می‌کنیم.

---

بیایید در موردش فکر کنیم. که ناامیدکننده به نظر می‌رسد، اما قرار نیست در سال ۲۰۱۹ پلی استیشن و ایکس باکس جدید را داشته باشیم. اما در این مورد فکر کرده‌ام و به نظر می‌رسد حداقل دلیل خوبی برای این موضوع پیدا کرده‌ام. وقتی به AMD، سونی و مایکروسافت درباره نظریه خود گفتم، از صحبت درباره محصولات آینده خود طفره رفتند ولی صرف اینکه با من در مورد نظریه‌ام صحبت نمی‌کنند، دلیلی بر بی‌معنی بودن آن نیست. خب نظریه من چیست؟ فکر می‌کنم معماری گرافیکیی که سونی و مایکروسافت برای ساخت کنسول خود به آن نیاز دارند هنوز آماده نیست.

این‌ها چیزهایی است که تا الان می‌دانیم:

۱. سونی و مایکروسافت از معماری پردازشگر گرافیکی پایه یکسانی استفاده می‌کنند

می‌دانیم که هر دو کنسول بر پایه معماری RDNA هستند که توسط AMD ساخته شده است (RDNA معمولا با اسم رمز داخلی آن یعنی ناوی «Navi» شناخته می‌شود، هر چند که AMD خواسته برای نامیدن معماری RDNA و برای خود پردازشگر گرافیکی از اسم ناوی استفاده کنیم.)

۲. هر دو کنسول از سیستم رهگیری پرتو (Ray Tracing) استفاده می‌کنند

می‌دانیم که هر دو کنسول از سیستم رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کنند که حالت پیشرفته‌ای از مدل‌سازی سه‌بعدی نور است. در این حالت، هر نقطه از نور از منبع تا مدل رهگیری می‌شود و تصاویر واقع‌گرایانه‌تری خلق می‌کند. سونی اردیبهشت ماه اعلام کرد که از این فناوری پشتیبانی می‌کند (با اعلام جزئیاتی شامل اینکه پلی‌استیشن ۵ دارای پردازنده ۸ هسته‌ای بر پایه معماری Zen 2 از AMD است).

چند روز پیش مایکروسافت نیز پشتیبانی از رهگیری پرتو در پروژه اسکارلت را اعلام کرد. مایکروسافت حتی قبل‌تر نیز از این فناوری پشتیبانی کرده بود. ابتدا رابط برنامه‌نویسی (API) DirectX Ray را در سال ۲۰۱۸ منتشر کرد. این رابط برنامه‌نویسی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که رهگیری پرتو را در اپلیکیشن‌های ساخته شده برای اکس باکس و ویندوز ۱۰ استفاده کنند.

۳. پیاده‌سازی رهگیری پرتو واقعا سخت است

می‌دانیم که رهگیری پرتو خیلی جالب به نظر می‌رسد ولی نیازمند افزایش سرعت سخت‌افزاری است؛ زیرا به شدت به پردازشگر گرافیکی وابسته است. زمانی که سال گذشته انویدیا معماری تورینگ (Turing) را معرفی کرد، تاکید کرد که رهگیری پرتو تنها از طریق شتاب‌دهی سخت‌افزاری روی دستگاه‌ها قابل اجراست. فروردین امسال، بالاخره شتاب‌دهی مبتنی بر نرم‌افزار برای جدیدترین نسل پردازشگر گرافیکی انویدیا معرفی شد اما این حالت از رهگیری پرتو بسیار محدودتر از چیزی است که پردازشگرهای گرافیکی شتاب‌یافته به صورت سخت‌افزاری قادر به انجامش هستند. به عنوان نمونه، یک کارت گرافیک انویدیا GTX 1080Ti که معمولا بازی Metro Exodus را با نرخ ۱۰۰ فریم بر ثانیه اجرا می‌کند، زمانی که رهگیری پرتو روشن باشد تا ۲۰ فریم بر ثانیه پسرفت می‌کند.

بعید است که کنسول جدید از رهگیری پرتویی استفاده کند که به صورت نرم‌افزاری شتاب‌یافته باشد.

۴. پخش 8K هم سخت است

می‌دانیم که اسکارلت و پلی استیشن ۵ از رزولوشن 8K پشتیبانی می‌کنند که شدیداً به پردازشگر گرافیکی فشار می‌آورد. این کار بسیار سختی برای یک پردازشگر گرافیکی امروزی است. هر دو کارت گرافیکی AMD Radeon VII و انویدیا RTX 2080Ti، بازی فارکرای ۵ را روی رزولوشن 4K و حداکثر کیفیت، با نرخ ۶۰ تا ۷۰ فریم بر ثانیه اجرا می‌کنند. دو برابر کردن رزولوشن، نرخ فریم را به طرز چشم‌گیری کاهش می‌دهد.

حال رهگیری پرتو را در نظر بگیرید. می‌دانیم که RTX 2080Ti در رزولوشن 4K بازی بتلفیلد ۵ را با نرخ ۸۰ تا ۹۰ فریم بر ثانیه اجرا می‌کند. روشن کردن قابلیت رهگیری پرتو نرخ فریم را تا ۶۴ فریم بر ثانیه پایین می‌آورد و تازه این از بهترین کارت‌های گرافیکی همراه با رهگیری پرتویی است که در دسترس داریم! کارت‌های گرافیکی AMD هنوز رهگیری پرتو را انجام نمی‌دهند، به همین دلیل نمی‌توانیم تشخیص دهیم که در صورت روشن کردن قابلیت رهگیری پرتو روی پردازشگری گرافیکی با معماری RDNA، نرخ فریم چقدر پایین می‌آید. فرض می‌کنیم که همان حدود ۲۰ تا ۳۰ فریم بر ثانیه باشد.

۵. مدلی از RDNA که بتواند همه این‌ها را انجام دهد تا قبل از ۲۰۲۰ در دسترس نخواهد بود

می‌دانیم که نسل حاضر از RDNA احتمالا نمی‌تواند تمام این کارها را انجام دهد. اوایل این هفته در یک سری جلسات مطبوعاتی برای AMD شرکت کردم. قابلیت‌های RDNA نشان داده شد و ادعا کردند که هم سرعت تورینگ انویدیا خواهد بود با این تفاوت که انرژی کمتری مصرف و فضای کمتری را اشغال می‌کند. مدل RDNA نشان داده شده بهبود سرعت سخت‌افزاری برای رهگیری پرتو را شامل نمی‌شد که به نظر من برای برآورده کردن رهگیری پرتو و دیگر تقاضاهای سونی و مایکروسافت از پردازشگر گرافیکی به آن نیازمند است.

و میدانیم مدلی از RDNA که در تئوری توانایی انجام تمام این‌ها را داشته باشد تا سال ۲۰۲۰ در دسترس نخواهد بود. زمانی که کمپانی چشم‌انداز خود برای رهگیری پرتو را نشان داد، دیوید ونگ (David Wang)، نایب رییس واحد مهندسی AMD، روشن کرد که نسل حاضر از RDNA توانایی شتاب‌دهی سخت‌افزاری ندارد. طبق صحبت‌های ونگ، نسل بعدی RDNA تا ۲۰۲۰ عرضه نخواهد شد.

مسئله این است! اگر پرداشگر گرافیکی قرار است ویژگی‌هایی مانند 8K و نرخ ۱۲۰ فریم بر ثانیه داشته باشد، شتاب‌دهی سخت‌افزاری برای آن حیاتی است. این کنسول‌ها قرار است تا سال‌ها پا بر جا باشند و اگر قرار باشد در این زمینه‌ها کم بیاورند، انتخاب مناسبی برای بازی کردن نخواهند بود.

ممکن است در مورد تمام این‌ها اشتباه کنم. ظاهراً چند وقتی است که پلی استیشن ۵ و پروژه اسکارلت در حال توسعه هستند. کمپانی‌ها ابتدا باید تراشه‌های شخصی‌سازی شده بر اساس معماری AMD را بسازند و بعد با آزمایش آن‌ها از کارکرد بی‌نقصشان مطمئن شوند. سپس کیت‌های توسعه‌دهندگان را بسازند تا آن‌ها بتوانند به معماری دسترسی پیدا کرده و بازی خود را بسازند. پس اگر این شرکت‌ها می‌خواهند در زمان عرضه کنسول‌هایشان در سال ۲۰۲۰ تعدادی بازی خوب در اختیار داشته باشند، باید همین حالا این مراحل در حال اتفاق افتادن باشد.

اما یک توسعه‌دهنده که به توسعه بازی برای چند پلتفرم آشنا است به من گفت: «بازی‌ها نمی‌توانند روی سخت‌افزارهایی که در دسترس است حساب باز کنند. در حال حاضر این بخشی از کسب و کار است که بازی‌سازان مجبور هستند گرافیک را برای هر دو رابط برنامه نویسی رهگیر پرتو و غیر رهگیر پرتو طراحی کنند.» این بدین معنی است که بعضی چیزها باید در زمان حال توسعه پیدا کنند، به این امید که سرانجام سخت‌افزار مورد نیاز آن در دسترس قرار گیرد.

به این معنی که مدل رهگیری پرتوی RDNA چیزی است که سونی و مایکروسافت منتظرش هستند و همین‌طور چیزی که مانع ساخت کنسول‌هایشان شده است.

نظریه دیگر بر اساس یک ادعای AMD است. کمپانی می‌گوید که استفاده از یک معماری واحد روی پلی استیشن ۵، پروژه اسکارلت و کامپیوترهای شخصی آینده نه تنها به نفع توسعه‌دهندگان است، بلکه برای بازیکنانی که بازی‌های آن‌ها را انجام می‌دهند نیز مفید است. این ادعا بخش اعظمی از داستانی که کمپانی زمان معرفی ذن ۲ و RDNA برای من تعریف کرد بود.

AMD امیدوار است که حتی زمانی که توان شکست محصولات رقیب ساخت اینتل و انویدیا را در بنچمارک‌های پایه ندارد، باز هم بر روی محصولات او سرمایه‌گذاری کنیم؛ زیرا بازی‌های آینده بر اساس معماری آن ساخته می‌شوند.

دو توسعه‌دهنده بازی مختلف که با برنامه‌نویسی برای چند پلتفرم آشنا هستند به من گفتند که اساسا حق با AMD است. یکی از آن‌ها گفت: «بله و نه. قطعاً یک طیف است.» مسئله این است که در حالی که معماری‌ها یکسان هستند، تفاوت‌هایی جزئی بین آن‌ها وجود دارد. یک سیستم تمام یکپارچه برای توسعه‌دهندگان نیست. آن‌ها همچنان مجبور هستند برای پلی استیشن ۵، پروژه اسکارلت و هزاران کارت گرافیک و پردازنده بر پایه RDNA و ذن 2 کدنویسی کنند.

رهگیری پرتو قضیه را پیچیده‌تر هم می‌کند. اگر کمپانی‌ها می‌خواهند آن را پیاده‌سازی کنند، مجبور خواهند بود برای کارت‌های گرافیکی انویدیا که در حال حاضر از رهگیری پرتو پشتیبانی می‌کند، هر کدام از کنسول‌های نسل بعد و کارت‌های گرافیکی که AMD در آینده تولید خواهد کرد، نسخه‌ای جداگانه توسعه دهند. توسعه‌دهنده‌ای بیان کرد که این بدان معنی است که حتی وقتی رهگیری پرتو عرضه شود، الزاما به همان جذابیتی که ادعا شده است نخواهد بود. ار آنجا که همه فروشندگان بر سر تعداد پرتوهای بازگشتی که می‌توان روی پشتیبانی از آن حساب کرد توافق ندارند، همچنان تمایل به سمت «پشتیبانی حداقلی» خواهد بود.

احتمالا دلایلی مختلفی وجود دارد که این کنسول‌ها تا سال ۲۰۲۰ عرضه نمی‌شوند اما به نظر می‌رسد نیاز به پشتیبانی از رهگیری پرتو که به وضوح معماری حال حاضر فاقد آن است، حداقل یکی از دلایل خوبی است که نشان می‌دهد هنوز باید تا عرضه کنسول‌های نسل نهم صبر کنیم.

در پایان اگر نظری در رابطه با کنسول‌های نسل بعد و زمان عرضه آن‌ها دارید، خوشحال می‌شویم که آن را با ما مطرح کنید.