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PlayStation 5 (I): Smartshift y «Southbridge»

Lo primero que llama la atención tanto en PS5 como en Xbox Series X es la desaparición del Southbridge como chip independiente para verse integrado dentro del SoC principal donde se le ha dado el nombre de IO Complex.

Esto tiene una explicación, los hackers de Failoverflow consiguieron instalar Linux en PS4 a través del acceso al Southbridge de la misma. Sony podría haber optado por un Southbridge con memoria en su interior y por tanto embebida en el mismo paquete como muchos chips para smartphone que tienen la memoria no en el mismo chip pero si en el mismo empaquetado que el SoC pero al final han optado por una solución distinta que es integrar toda la E/S en el chip, lo cual nos ha pillado por sorpresa por el hecho de que el chip Ariel en el PCI IDcarecía de todas las interfaces de E/S para una consola.

Sabiamos que Sony había mejorado el SoC con el salto de Ariel a Oberon como ya os explique, lo que no sabíamos era que Sony había decidido tomar como referencia el AMD Renoir de AMD que si que incluye todas las interfaces de E/S y hace innecesario el uso de un Southbridge externo.

Se que Sony ha hablado de otros componentes de E/S en su presentación, pero por el momento centremonos en los más clásicos como son los puertos USB, WLAN, Bluetooth de toda la vida.

¿Pero como sabemos que el IO Hub base es el de Renoir? Esto lo sabemos además por el uso de la tecnología Smartshift de AMD, la cual es utilizada para variar la frecuencia de la CPU y la GPU de manera dinámica y que forma parte de los SoC Renoir aka Ryzen 4000 que se presentaron en el pasado CES y que Sony ha implementado… ¿Pero en que consiste?

Para empezar no es un método de undervolting y overvolting ya que el voltaje se mantiene constante. Pero para entenderlo hemos de utilizar un simil que es la pestaña de rendimiento en el administrador de tareas de Windows que nos informa en cada momento el grado de utilización de cada componente y por tanto de carga de trabajo existente de manera dinámica.

Muchas herramientas de medida de rendimiento como por ejemplo el Performance Analyzer de Sony también obtienen la carga de trabajo. ¿Pero como lo saben? Bueno, digamos que los componentes que los están midiendo les informan, no entrare en el mecanismo. Pues bien, AMD ha implementado algo llamado Plataform Control, el cual es un microcontrolador cuya tarea es la de ir monitorizando por completo el trabajo de cada parte. Si una de las partes no esta siendo utilizada al 100% no realiza una bajada de voltaje para bajar la frecuencia, simplemente la baja y deja que dentro del limite de velocidad que permite el voltaje fijo el otro componente pueda subir su velocidad de reloj.

Pero el tema de las subidas y de las bajadas no funciona como una suma cero, por ejemplo en tareas donde se necesita poca potencia la velocidad de reloj de ambos componentes bajara. Esto se penso para aumentar el tiempo de carga de los ordenadores portátiles, aquí se utiliza para tener el modo Stand-By siendo gestionado desde el SoC principal en vez de necesitar el Soutbridge externo para ello manejando otro sistema operativo.

¿Que sentido tiene esto? En realidad lo que no tiene sentido es tener a la CPU y la GPU a toda velocidad de reloj mientras navegas por los menús, ves una película o te estas descargando algo pero realmente el problema existente viene con las políticas de consumo de cara al cambio climático que van a colocar desde muchos gobiernos y no olvidemos que existe la iniciativa de auto-regulación que regula el consumo de las consolas según la aplicación en cada momento.

Pe… pero Urian… Si Xbox Series X utiliza tecnología de Renoir significa que tambien tiene acceso al Smartshift.

Ambas lo utilizan, pero de manera distinta. Cuando Xbox Series X ejecuta un juego deja las velocidades estáticas y no las cambia en ningún momento, pero cuando salimos del juego funciona con las velocidades reducidas. PS5 en cambio durante la sesión de juego va variando las velocidades de reloj de la CPU y la GPU de manera dinámica. Esto significa que en escenas de juego con poca carga de CPU, la GPU podrá aumentar su velocidad de reloj si lo necesita y viceversa.

La filosofia de Sony es que si un juego tiene una carga de CPU determinada en vez de aprovechar una velocidad mayor para reducir el tiempo que ese tiempo no disminuya sino que la CPU mantenga el mismo tiempo pero que baje la velocidad de reloj de tal manera que la GPU pueda aumentarla y aplicar más potencia en su parte.

La filosofía de Microsoft es que la tasa de fotogramas aumente reduciendo el tiempo de la CPU al máximo con una alta velocidad de reloj. La de Sony parece ser la de fijar una tasa de fotogramas de 30 o 60, si la CPU puede realizar su trabajo dentro de ese periodo no acelerar nada sino bajarle la velocidad para poder aumentar la de la GPU y darle a esta una mayor potencia dentro de ese tiempo. El concepto es que Microsoft apuesta por aumentar la tasa de fotogramas reduciendo el tiempo por carga, Sony apuesta por mantener el tiempo por carga fijo y aumentar la carga en ese determinado tiempo.

Dicho de otra forma, los juegos de Xbox Series X si ven que tienen potencia para aumentar la tasa de fotogramas estándar lo harán. Esto tiene sentido en una arquitectura pensada para el Cloud Gaming donde reducir el tiempo de renderizado para reducir la latencia es sumamente importante. Sony en cambio apuesta por mantener fijas y estables las tasas de fotogramas en los juegos.

Esto es todo, tenéis el Discord y los comentarios de esta entrada para comentarla.

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Snake128

Gracias por la entrada, a mi me ha decepcionado la potencia, no así la presentación que me pareció muy didactica.

nolgan

a mi al reves, la presentacion parecia un enterrador despidiendo a un muerto.. en canto a la potencia.. por mi estupendo 1 teraflops mas menos , a las calidades que se va a mover las 2 , la diferencia es mucho menos que entre xonex y ps4pro.. y teniendo en cuenta que el 99% de gente tendra una tv 60fps capadas pro la tv.. cuando las 2 van a funcionar 100% a 60fps, el extra de XSX es inutilizable para pagar fps… ya que de 60 no va mas.. ahora si tienes una tv 120fps hay si podrias usar ese… Read more »

Jorge

Wow pues entonces con esto vamos a tener a los de DF con sus comparativas dando por saco. Me parece muy interesante el concepto de Sony. De todas formas creo que a largo plazo el tener capadas las frecuencias para el desarrollador es mas sencillo. Saben hasta donde pueden llegar. Lo mismo al principio con esto de Sony y AMD es mas sencillo para el desarrollador y consiguen muy buenos resultados. Supuestamente Cerny dijo que da igual la temperatura que tengas en tu casa y que todas las consolas van a funcionar igual. Aunque no voy a mentir. Sobre el… Read more »

UnPerreoDuro

Gracias Urian espero con ansias tu análisis en profundidad de otras partes de la consola.
Pd: ya no se cuántas veces x min visito tu web para ver si hay algo nuevo.

Schneider

Es una filosofía interesante la de PS5, pero lo que yo entendí en la presentación es que en ningún caso la CPU pasara de los 3.5GHz, ni la GPU de los 2.23GHz. Entonces veo muy difícil que supere en algún caso a la Xbox Series X que tiene 16 CU de más. En todo caso, ahora mismo con los nuevos monitores y televisores que incorporan ya todos el VRR o FreeSync, una tasa de fps variable no lo veo como algo peor.
Urian, me interesa mucho saber tu opinión respecto a las capacidades de ambas consolas con el Raytracing.

Alfonso Chen

vamos a ver todo eso cuando empiecen a salir los juegos, las comparaciones de digital foundry seguirán que asco jaajja

Dani

¿A nadie más le parecen raras esas frecuencias? Me explico: 1. 3.5 GHz para CPU y 2.23 GHz para GPU son las frecuencias máximas. ¿Cuáles son las frecuencias base? Si aumentan hasta esos valores, vienen de alguna frecuencia inferior. 2. El propio Mark Cerny dijo (eso entendí) en la presentación que sus máximos antes de implementar Smartshift eran 3 GHz para la CPU y 2 GHz para la GPU, y aún así, no eran estables del todo. Teniendo en cuenta que Smartshift no aumenta el umbral térmico, o niveles de energía (o como se llame), ¿las frecuencias base serán superiores… Read more »