【專欄】PlayStation 5 與 Xbox Series X 規格初步分析 差異化與高規格路線的對決

(GNN 記者 Sam 報導) 2020-03-20 19:26:36

  熱愛遊樂器遊戲的玩家,這兩天最關注的議題想必就是索尼互動娛樂(SIE)與微軟配合原定 3 月中舉辦的 GDC 活動檔期發表的下一代新主機「PlayStation 5」與「Xbox Series X」規格功能概要資訊了。究竟這些令人眼花撩亂的規格功能代表的意義是什麼呢?到底這些規格功能會帶來什麼不一樣的遊戲體驗呢?還有大家最關注的「究竟哪一台比較強呢?」本篇專欄將綜合目前各方公布的資訊做一初步分析比較,供玩家參考。
 
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    Xbox Series X
 

「PlayStation 5」vs「Xbox Series X」命名原則

 
  在進入正題之前,先簡單來看看兩台新主機的命名原則。
 
  首先是「PlayStation 5(PS5)」,相信不用編輯多說大家也看得出來是「第 5 代 PlayStation 主機」。畢竟這規則已經延續 4 代了,即便一開始 SIE 沒有明言,但幾乎所有人都猜測會叫做 PS5,果不其然。
 
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  「Xbox Series X(Xbox SX)」則是另一種不同命名邏輯的產物。Xbox 家族向來都不採用代數的方法來命名,從最初的「Xbox」到後來的「Xbox 360」、「Xbox One」,雖然其中有一些數字,但從來都不是代數或倍數,而是有各自的含意。所以之前像是「Xbox 720」、「Xbox Two」之類的猜測當然就不可能成真。
 
  那麼「Xbox Series X」究竟是什麼意思?其實答案很簡單,就是這次新主機的名稱又 重開機 變回最早的「Xbox」了,「Xbox Series X」就是「Xbox 的 X 系列機種」。或許有人會問「那會有其他系列機種嗎?」答案是「有可能」。之前有消息指出微軟其實規劃了兩種不同規格的新主機,分別為低階規格的「Lockhart」與高階規格的「Scarlett」。不過目前實際發表的只有高階機種,也就是現在的「Xbox Series X」。
 
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「PlayStation 5」vs「Xbox Series X」硬體規格對決

 
  接下來就是最多玩家關心的硬體規格了,以下將分為幾個重點項目來進行分析比較。
 

系統處理晶片

 
  這次 PS5 與 Xbox SX 一如預料地延續了前一代主機的路線,都是採用與 AMD 合作研發的訂製版 x86-64 系統單晶片處理器,也就是所謂的「PC 架構」。不像主流高效能 PC 那樣是採用分離的 CPU 與 GPU,而是在單一晶片中整合 CPU 與 GPU,規格遠高於一般的內顯 APU,而且功能都有依照各自的需求客製化。
 
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    Xbox SX 的系統處理晶片
 

CPU

 
  PS5 與 Xbox SX 的 CPU 都採用了 AMD 目前最新一代 Ryzen Zen 2 CPU。以 8 核心 3.5~3.8GHz 的規格來看,大概介於 PC 上的 Ryzen 7 3700X 與 3800X 之間,不過細部規格有針對遊樂器主機的需求調整。以目前市場主流 PC 配備來看,已經算是中階以上的規格了,畢竟現在 3700X 的市價就要上萬新台幣。
 
  PS4 與 Xbox One 採用的是 AMD Jaguar 架構的 CPU,是針對筆記型電腦與嵌入式系統等低功耗應用所設計,問世之初就已經不算是高效能的產品。雖然搭載 8 個核心,但運作時脈偏低,效能表現並不突出,多少帶來一些瓶頸。這次的 PS5 與 Xbox SX 則是採用 AMD 目前最新的 Zen 2 架構,是 AMD 成功翻身的「Zen」架構最新一代,同樣搭載 8 個核心,而且運作頻率高出許多,毫不遜於當下的主流 PC 規格。比當年 PS4 與 Xbox One 上市之初 CPU 效能就已經落後的狀況有別,應能帶給 PS5 與 Xbox SX 一個更好的起跑點。
 
  PS4 與 Xbox SX 的 CPU 核心基本上是相同的,主要的差異在運作時脈的部分。PS5 採用固定電源功率 + 變動運作時脈的模式,運作時脈最高 3.5GHz。Xbox SX 採用固定運作時脈的模式,在不開啟 SMT 的狀況下為固定 3.8GHz,開啟 SMT 後則是降為固定 3.66GHz。由此可知 Xbox SX 的 CPU 核心效能高過 PS5。
 
  PS5 Xbox Series X
CPU x86-64 AMD Ryzen Zen 2”,8 核心 / 16 執行緒
可變運作頻率,最高 3.5GHz 3.8 GHz(開啟 SMT 時 3.66 GHz
 
Xbox SX CPU “固定” 3.8GHz / 3.66GHz > PS5 CPU “變動,最高” 3.5GHz
 
  這一回合由 Xbox SX 勝出!Xbox SX 的 CPU 不論是否開啟 SMT,都比 PS5 CPU 來得快。
 

GPU

 
  雖然 CPU 規格有高下之別,其實差異有限,在實際運行遊戲的時候多半感覺不太出來。不過 GPU 的規格對當今遊戲最關鍵的 3D 繪圖處理效能影響就相當深遠了,這部份的數據可以說是網路論戰的最佳燃料。
 
  跟 CPU 一樣,PS5 與 Xbox SX 的 GPU 都採用基於 AMD RDNA 2 架構所打造的客製化 GPU。該架構是目前 PC 最新 Radeon RX 5000 系列 GPU 產品的第 1 代 RDNA 架構改良而來。最大的特色在於首度在 AMD GPU 導入硬體加速光線追蹤處理功能。透過專屬的「BVH 加速架構」硬體單元來計算光線追蹤所需要的射線穿越與交點判斷,模擬真實光線的反射折射透射,相當於 NVIDIA GeForce RTX 系列的「RT 核心」。
 
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  • 我的世界》沒開光線追蹤(左)與開啟光線追蹤(右)的效果比較
 
  Xbox SX 光線追蹤的運算效能為每秒 3800 億個交點。如果改以著色器軟體運算,得耗費多達 13TFLOPS 的效能,也就是說即使耗盡整個 GPU 的效能都不夠。因此在導入此一硬體加速單元後,整個 GPU 的效能等同 12+13 = 25TFLOPS。相較之下 NVIDIA RTX 系列的效能是每秒 50~110 億條射線。由於兩者單位不同,目前也沒有如何換算的具體資訊,因此無法直接比較,但多少可以感覺出這次 RDNA 2 架構來勢洶洶。
 
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    NVIDIA RTX 光線追蹤技術展示畫面
 
  另外,RDNA 2 架構還導入了一系列能提升 3D 繪圖效率的新功能,包括能更靈活操作幾何資料來讓繪圖處理更順暢的「Geometry Engine」、能在更早的階段就剔除無用多邊形的「Primitive Shader」等。這些都是帳面運算效能看不出來,但影響 3D 繪圖效率甚大的改良。也就是說即便帳面上的運算效能相同,新的 RDNA 架構還是能達成比舊的 GCN架構更優異的實際表現。這點已經有不少技術網站透過 PC 顯示卡驗證過。
 
  接下來回歸到兩台主機的 GPU 規格設定部分。 
 
  PS5 的 RDNA 2 GPU 配備有 36 組 CU(運算單元),剛好跟目前的 PS4 Pro 的 CU 數量一樣。每組 CU 內含 64 組串流處理器,36 CU 包含 2304 組串流處理器。採用變動運作時脈,在最高時脈 2.23GHz 下可提供 10.2TFLOPS 的浮點數運算效能,是 PS4 Pro 的 2.4 倍(4.2TFLOPS)。單就浮點數運算效能來說,約相當於 AMD RDNA 架構最高階的顯示卡 Radeon RX 5700 XT 超頻版,記憶體頻寬剛好也相同(448GB/s)。
 
  Xbox SX 的 RDNA 2 GPU 配備有 52 組 CU 共 3328 組串流處理器,運作時脈固定為 1.825GHz,可提供 12TFLOPS 的浮點數運算效能,是 Xbox One X 的 2 倍(6TFLOPS),比目前所有 RDNA 架構顯示卡高。
 
  PS5 Xbox Series X
GPU AMD Radeon 訂製版 RDNA 2 GPU
36 CUs,10.2TFLOPS 52 CUs,12TFLOPS
可變運作頻率,最高 2.23GHz 1.825GHz
 
Xbox SX GPU 52 組 CU / 1.825GHz / 12TFLOPS > PS5 GPU 36 組 CU / 2.23GHz / 10.2TFLOPS
 
  這一回合同樣也是由 Xbox SX 勝出!2TFLOPS 的差距已經比一台 PS4 還多了(1.84TFLOPS)。
 
  由於 PS5 GPU 的 CU 數量相較於 PS4 Pro 來說並沒有成長,因此馬克‧瑟尼在線上直播講座中有特別強調不同架構的 CU 數量並不能直接拿來比較,PS5 的 RDNA 2 CU 電晶體規模比 PS4 Pro GCN CU 大了 62%,功能更強效率更高。而且 PS5 GPU 的運作時脈是 PS4 Pro GPU 的兩倍以上(911MHz vs 2.23GHz)。
 
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  對於 PS4 GPU 浮點數運算效能落後 Xbox SX 這部分,馬克‧瑟尼則是強調,雖然較多運算單元搭配較低運作時脈與較少運算單元搭配較高運作時脈都能得到相同的浮點數運算效能數據,不過提高運作時脈的獲益會比增加運算單元更有感。因為浮點數運算效能是串流處理器的處理能力,這只是 GPU 的一部分。運作時脈提高能讓 GPU 其他處理單元都變快。而且處理單元越多就越難充分發揮完整效能,特別是碰到大量微小多邊形的場合。因此 PS5 GPU 的高運作時脈方案實際能達成的處理效能會比帳面上的 TFLOPS 數據更高。
 
  當然這只是 SIE 的一家之言,即便 PS5 GPU 的高時脈設定真如馬克‧瑟尼所言效益較高,也無法弭平高達 20% 的帳面效能數據差異。畢竟兩者架構相同,本質上並沒有差異。而且 PS5 GPU 的運作時脈是會變動的,10.2TFLOPS 只是最高時脈下的數據,實際運作時是否會因為時脈波動而壓低平均效能,仍有待觀察。
 

主記憶體

 
  PS5 與 Xbox SX 都配備 16GB 容量的 GDDR6 記憶體,與目前 PC 顯示卡主流相同。PS5 沒有公布配置的細節,從 448GB/s 的頻寬回推,應該是採用 256bit 匯流排搭配 14Gb/s 傳輸率。Xbox SX 則是採用非一致的配置,16GB 中有 10GB 的頻寬為 560GB/s,提供高頻寬需求的繪圖處理,另外 6GB 的頻寬為 336GB/s,提供遊戲程式以及作業系統與常駐服務使用。推測應該是混搭 320bit / 192bit 匯流排與 14Gb/s 傳輸率。
 
  目前已知 Xbox SX 會將低頻寬記憶體中的 2.5GB 保留給作業系統與操作介面使用,PS5 還不清楚。
 
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  PS5 Xbox Series X
記憶體 16 GB GDDR6 16 GB GDDR6,320 bit 匯流排
記憶體頻寬 448 GB/s 10GB @ 560 GB/s, 6GB @ 336 GB/s
 
Xbox SX 16GB 560GB/s > PS5 16GB 448GB/s
 
  這一回合仍舊是 Xbox SX 勝出!其實此一結果並不令人意外,畢竟處理單元越多、效能越高的晶片,原本就需要越高的記憶體頻寬來滿足。不過即便暴力如 Xbox SX,這部分還是因為良率與成本因素而有所取捨。
 

系統處理晶片小結

 
  就 CPU 與 GPU 這兩大處理核心來看,Xbox Series X 明顯勝出。微軟選擇了一個相對簡單暴力的設計,以 360.45mm2、153 億個電晶體的巨大晶片來達成 2 倍於 Xbox One X 處理能力的目標。圖形處理效能甚至超越目前 PC 上所有 AMD RDNA 架構顯示卡。不過晶片規模越大成本越高,勢必會影響最終的定價考量。
 
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    Xbox SX 的處理晶片相當大
 
  PS5 晶片規模與效能則是較為落後,雖然圖形處理效能有達到 PS4 Pro 的 2.4 倍,但 CU 數量只有對手的 7 成,即便把運作時脈拉高到相當驚人的 2.23GHz 程度,運算效能也只有對手的 83%。當然較少的運算單元代表較小的晶片與較低的成本,顯示 SIE 這次走的仍舊是成本價格導向的務實路線,沒有與對手展開大艦巨砲的規格戰。畢竟當年 PS3 高規格帶來的超高成本讓 SIE 幾乎賠光此前的收益,而且 PS4 勝出的關鍵之一就是比對手低的價格(399 美元 vs 499 美元),因此延續成本價格導向路線採用較低規格配置也在情理之內。
 
  不過 PS5 還有一點值得關注的,就是它的系統處理晶片採用了與以往不同的電源管理機制。以往的遊樂器主機處理晶片多半採用固定運作頻率 + 動態電源功率的運作模式(包括 Xbox SX),實際的耗電量會因為處理的負擔而波動。因此在執行處理負擔大的遊戲時,晶片耗電量以及發熱量會增加,讓散熱風扇加速運作而發出宛如飛機起飛的噪音。這次 PS5 則是改採變動運作頻率 + 固定電源功率的運作模式,整個散熱系統預設是以固定最高功率的狀況運作,處理晶片會在功率許可的範圍內,依照處理負擔動態調整運作頻率,還能將部分 CPU 的電力轉移給 GPU 來提升繪圖效能。因此包含 CPU 與 GPU 的運作頻率與效能都只是 最高 的數據,實際運作時有可能比這個數值低。直播中馬克‧瑟尼也有提到這點,不過他表示這對效能的影響不大。
 
  Xbox SX 則是搶先一步公開了實際主機的內部構造與運作狀況,可知其採用了先進的大型均溫板散熱器,搭配獨特的塔狀垂持風道進行散熱,運作起來非常的安靜,承襲 Xbox One X 為人稱道的優異散熱設計。
 
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儲存系統

 
  這次 PS5 與 Xbox SX 不約而同將儲存系統的進化視為世代交替的一大關鍵,甚至 PS5 在最初消息披露時就非常強調導入 SSD 之後對遊戲體驗帶來的變革。以下將針對以 SSD 為首的儲存系統部分做一簡單分析。
 

SSD

 
  PS5 與 Xbox SX 這次都以 SSD(固態硬碟)來取代 HDD(硬碟)成為系統主要儲存裝置。相信有在使用 PC 的玩家多半都知道 SSD 對讀取速度帶來的巨大助益,讓系統開機或是開啟應用程式的時間大幅縮短。
 
  雖然 PS4 與 Xbox One 都已經不再直接讀取光碟,而是強制遊戲軟體都必須要安裝到硬碟執行。不過硬碟每秒 50~100MB 的讀取速度,對於目前數 GB 的主記憶體、數十 GB 的遊戲來說,仍顯得杯水車薪。進遊戲要讀取幾十秒的狀況已經是常態。甚至遊戲的設計都必須遷就慢速的硬碟讀取,塞入一些拖台錢的場景來掩飾資料讀取,或是得預留大量的緩衝資料來應付開放世界的場景轉移。這些狀況都嚴重限制了遊戲的體驗。
 
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  因此 PS5 與 Xbox SX 都希望透過導入 SSD 來解決資料讀取速度太慢造成的障礙。
 
  不過光是靠 SSD 本身的資料存取頻寬提升,並不見得能帶來相對應比例的存取時間縮短。因為把資料從儲存媒體中讀取出來放到記憶體中讓 CPU 與 GPU 使用,是一連串環環相扣的步驟,其中任一步驟有所延遲,都會影響整體讀取效率。因此這次的一大重點就是配合 SSD 的導入打通這些環節,帶來實質有感的改善。
 
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  這次 PS5 的 SSD 配備訂製版的快閃記憶體控制器,能以 12 通道讀取總容量 825GB 的快閃記憶體晶片,提供 5.5GB/s 的存取頻寬,相當於 PS4 內建 HDD 的 50~100 倍。再透過 4 條 PCIe 4.0 通道與處理晶片直接連接,頻寬 7.88GB/s。該控制器還提供 6 種存取優先權,以確保資料都能依照各自優先的程度進行存取。
 
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  在處理晶片這一端,則是整合了一組輸出入群集單元,專門負責儲存系統資料存取的各種處理,包括支援業界標準之 Oodle Kraken 非失真壓縮格式的解壓縮單元、專門處理 SSD 輸出入操作與記憶體映射的 2 個輔助處理器、大容量的 SRAM 緩衝記憶體、獨立 DMA 控制器、記憶體一致性引擎以及 GPU 快取刷洗器。
 
  Kraken 解壓縮單元最高能處理超過 5GB/s 的 Karken 格式資料,一般來說解壓縮後會擴展為 8~9GB/s,如果是適合壓縮的資料,最高可輸出 22GB/s,等同 9 個 Zen 2 CPU 核心以軟體處理的效能。獨立 DMA 控制器則是能獨自將資料送往遊戲程式指定的記憶體空間,等同 1~2 個 Zen 2 CPU 核心以軟體處理的效能。
 
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  藉由這些專屬硬體處理單元,PS5 得以克服資料讀取環節的所有瓶頸,實現以往透過 CPU 軟體處理難以達成的超高讀取效能,讓遊戲的實際讀取速度能跟 SSD 存取頻寬的成長一樣,達成 100 倍於 PS4 內建 HDD 的表現。而這一系列提升讀取速度的硬體功能,包括資料解壓縮在內,都隱藏在系統底層不需要開發者操煩,只要透過 API 下達指示,就可以把想要的資料從 SSD 讀取到指定的記憶體空間中,進一步處理使用。
 
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  此外,PS5 還開放使用者自行擴充儲存空間,內部儲存空間可以透過標準 M.2 NVMe 插槽來擴充,官方會針對市售的 M.2 NVMe SSD 產品進行相容性測試,以確保其尺寸與效能符合需求,這些資訊會公布給使用者參考。不過因為市售的 NVMe SSD 缺乏某些特性,所以必須耗費比內建 SSD 更高一些的存取頻寬才能保證有相同的表現,但目前還沒有這種規格的產品問世,可能要等主機上市之後。外部儲存空間可以透過 USB 介面來連接外接硬碟,可以用來給向下相容的 PS4 遊戲安裝用,不過 PS5 遊戲一定要安裝在內部儲存空間。
 
    Xbox SX 同樣配備自行設計的 NVMe SSD,同時導入名為「Xbox Velocity Architecture」的嶄新架構,整合軟硬體環境來最佳化遊戲資料串流讀取,讓開發者能即時存取上百 GB 的遊戲資料組,如同將主記憶體的空間大幅擴展。透過從 SSD 即時調度大量資料,可以讓當下主流的開放世界場景更豐富、更生動逼真。
 
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  Xbox SX 的 SSD 具備 2.4GB/s 的存取頻寬,在導入壓縮格式時可擴增為 4.8GB/s。系統處理晶片配備有硬體解壓縮單元,支援針對一般資料的非失真壓縮格式 Zlib 以及針對材質貼圖資料的 BCPack 格式。在不占用 CPU 核心資源的狀況下獨自處理解壓縮運算,最高可輸出至 6GB/s,等同 2 個 Zen 2 CPU 核心以軟體處理的效能。配合這些新設計,微軟制定了名為「DirectStorage」的 API 來取代已經有 30 年歷史的傳統檔案輸出入協定,將原本需要耗費 2 個 Zen 2 CPU 核心處理的輸出入負擔,減低為僅耗費 1 個 Zen 2 核心的 1/10。
 
  Xbox SX 亦將活用 SSD 的高速讀寫能力來提供「快速恢復」功能,可以無接縫切換多款遊戲。每次切換遊戲時系統都會將當下執行的遊戲程式資料即時寫入 SSD 暫存,之後再即時讀取回來,不用從頭重新載入就可以馬上還原到最後的狀態。目前 PS5 並未透露是否會有類似的功能,不過就硬體層面來說並沒有問題。
 
 
  Xbox SX 同樣可以擴充內外部儲存空間,不過與 PS5 的設定有些差異。內部儲存空間得透過微軟與儲存大廠 Seagate 合作研發的專用擴充卡(事實上就是一個特殊規格的 SSD)來擴充,並不能使用市售的 SSD。擴充插槽位於主機後方,一樣是以 4 通道 PCIe 4.0 與處理器連接,效能與內建 SSD 同等。 外部儲存空間則是跟 PS5 一樣,都是透過 USB 介面外接,雖然官方沒有明言,不過推測應該也是給前一世代的遊戲使用。
 
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  除此之外,PS5 跟 Xbox SX 依然配備了 4K UHD BD 光碟機,容量最高可達單片 100GB。
 
  PS5 Xbox Series X
內部儲存裝置 825 GB 訂製版 NVMe SSD 1 TB 訂製版 NVMe SSD
存取頻寬
5.5 GB/s(未壓縮),
8~9 GB/s,最大 22GB/s(壓縮)
2.4 GB/s(未壓縮)
4.8 GB/s,最大 6GB/s(壓縮)
擴充儲存裝置 M.2 NVMe SSD 擴充槽 1 TB 專用擴充卡
外部儲存裝置 支援 USB 介面外接硬碟機 支援 USB 3.2 介面外接硬碟機
光碟機 4K UHD Blu-ray Disc 光碟機 4K UHD Blu-ray Disc 光碟機
 
PS5 SSD 825GB 5.5GB/s(未壓縮) > Xbox SX SSD 1TB 2.4GB/s(未壓縮)
 
  儲存系統的回合則是 PS5 獲勝,而且有相當的差距。雖然兩者都具備遠超越前一代的存取速度,但 PS5 在這部分下的功夫顯然較多一些,不但基本的存取頻寬大勝,資料解壓縮能力也勝過對手,而且配備更為齊全的專屬硬體來負責資料存取的處理。相較之下 Xbox SX 雖然也有導入嶄新的軟硬體設計,但投注的資源較少,有不少部分仍採軟體處理。至於這部分的差異在實際運作遊戲時究竟會帶來什麼影響,仍有待後續驗證。
 

音效系統

 
  PS5 將導入大幅進化的 3D 音效處理能力,以「提供優異的音效給所有人」、「上百個進階聲音來源」與「臨場感與方向感」為目標。為了達成這些目標,導入了名為「Tempest 3D AudioTech」的音效處理引擎。
 
  在介紹這套引擎之前,先來說明一下對 3D 音效處理至關重大的「HRTF(頭部相關傳輸函數)」。
 
  人類的聽覺會受到頭部、身體以及耳朵的形狀與位置等因素影響,造成不同頻率或是不同方向的聲音出現音量的變化。人類可以藉由這些音量變化來判斷聲音的距離與方向,這也是臨場感的基礎。所謂的「HRTF」就是將前述效果量化而成的函數。只要將聲音來源的資訊套用到這套函數裡,就能計算出逼真的聽覺效果。
 
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  但是現在遊戲中的聲音來源數量龐大,而且每個聲音來源都需要個別進行 HRTF 運算,如果以軟體來運算的話,對 CPU 會造成沉重的負擔。因此 PS5 這次配置了以 AMD GPU 的 CU 為基礎所客製化的獨立音效處理單元,以類似 PS3 CPU Cell 的 SPU 高速向量處理器模式運作,能同時處理上千個音效來源,讓音效的臨場感與方向感更貼近真實環境中的聲音。光是這部分就等同 PS4 8 個 Jaguar CPU 核心以軟體處理的效能。
 
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  除此之外,SIE 還請來上百名志願者進行 HRTF 取樣來建立資料庫,藉此產生一個通用的設定來套用到 3D 音效處理上。考量有些使用者可能跟標準 HRTF 的偏差較多,因此還提供 5 種不同 HRTF 可以選擇。
 
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  不過事先的計算再強,最終還是得靠使用者的音響設備呈現。對此 PS5 有特別針對耳機、普通立體聲喇叭與多聲道環繞音效設備進行調整,透過像是虛擬環繞音效等技術,盡可能在不同類型的設備上還原 3D 音效。
 
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    SIE 也曾提到光線追蹤可以應用在許多方面,包含音效處理
2020/3/22 更新 Xbox SX 音效支援功能資訊與評比結論
 
  Xbox SX 在這波公布的資訊中,有提到將會搭載旗下研發超過 10 年的音效技術「Project Acoustics」,能在混合實境與遊戲等應用上精確模型化聲音傳遞的物理現象,目前已經應用在許多 3A 級體驗上。其最大的特色就是能再不耗費大量 CPU 處理資源的狀況下模擬在複雜幾何場景中衍射之類的聲波效果,來營造更具沉浸感、更逼真的音效體驗。相關插件支援 Unity 與 Unreal Engine 等常用的遊戲引擎,便利開發者使用。
 
  Project Acoustics 主要是將聲波效果如吸收、阻礙、傳送、反射等加以模型化,因此不需要手動標記場景的區域或是動用 CPU 處理負擔繁重的射線追蹤。實作方式類似 3D 繪圖的靜態光照效果,透過預先生成的精密物理資訊搭配低負擔的處理與控制來達成效果。目前在 Windows 與 Xbox One 上都有支援。而在 Xbox SX 上則是額外配置有新的客製化音效硬體單元,讓開發者能更輕鬆應用 Project Acoustics 達成理想的音效表現。
 
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  Xbox SX 還提供精確定位的「空間音效」並支援 Dolby Atmos、DTS:X 與 Windows Sonic 等業界標準。同樣會利用客製化音效硬體單元來免除 CPU 的處理負擔,以更便利的方式體驗大幅提升的音質與效果。
 
  目前雙方都公布了各自的音效系統,重點都是強調能提供更精確逼真的 3D 空間音效體驗。PS5 主打針對每個聲音來源獨自進行 HRTF 運算來實現臨場感與方向感。Xbox SX 則是承襲微軟研發與應用多年的聲波效果模擬技術。由於兩者採用的是不同的技術,也沒有揭露足以客觀比較的規格數據,因此這一局不分勝負。
 

向下相容功能

 
  這次的 PS5 與 Xbox SX 都強調能相容於前一代主機的遊戲軟體,那麼實際成果究竟如何呢?
 
  PS5 的向下相容功能可說是延續 PS4 Pro 的做法,從處理晶片硬體層級去達成。由於這三台主機都是採用 AMD 提供的晶片,因此能辦到這點。PS5 的處理晶片支援 3 種運作模式,分別為「PS5 原生模式」、「PS4 Pro 模式 」與「PS4 模式」。當執行 PS4 或是 PS4 Pro 的遊戲時,就會切換為相對應的相容模式運作。硬體層級相容的優點是相容性與穩定性較高,缺點是比較無法利用新主機額外的處理效能或功能進行強化。例如以 PS4 模式運作時,就只能利用跟 PS4 一樣的 18 組 CU 來處理 3D 繪圖,剩下的 18 組 CU 就只能閒置。
 
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  不過 SIE 在後續的更新資訊中表示,PS5 將能以增幅頻率運作來提升畫面更新率與解析度。推測應該是跟 PS4 Pro 的「強化模式」一樣,讓 PS4 / PS4 Pro 遊戲以超頻模式執行,來強化畫面更新率以及提升部分動態解析度遊戲的解析度表現。由於 PS5 的頻率提升比 PS4 Pro 大很多,預料將能提供比 PS4 Pro 強化模式更有感的效果。不過相對於軟體模擬來說提升幅度應該比較小。但這部分目前尚無具體資訊公布,仍有待觀察。
 

PS5 與 PS4 / PS4 Pro 系統主要元件運作頻率 / 頻寬對照

  PS5 PS4 Pro PS4
CPU
3.5GHz
2.13GHz
1.6GHz
PS4 的 218.75%
PS4 Pro 的 164.32%
PS4 的 133.13%  
GPU 2.23GHz 911MHz 800MHz
PS4 的 278.75%
PS4 Pro 的 244.79%
PS4 的 113.88%  
記憶體頻寬 448GB/s 217.6GB/s 176GB/s
PS4 的 254.55%
PS4 Pro 的 205.88%
PS4 的 123.64%  
儲存媒體頻寬 5.5GB/s 50~100MB/s 50~100MB/s
55~110 倍
   
 
  雖然是走硬體層級相容路線,但 SIE 對 PS5 向下相容功能說詞卻是相當保守,只承諾在 PS5 主機上市時應該會相容目前 PS4 上累計遊玩時間最長的 100 款遊戲。目前已經發行的 4000 多款 PS4 遊戲則是要等之後才會逐步開放。顯示 SIE 對向下相容功能的體驗非常謹慎,沒把握的遊戲軟體不會輕易開放。不過因為是硬體層級相容,沒意外的話最終應該是可以相容絕大多數的 PS4 遊戲,只是得等 SIE 慢慢測試逐步開放。
 
2020/3/21 追加:SIE 在 PlayStation 官方部落格貼文中針對 PS5 的向下相容功能部分追加了更新說明,表示超過 4000 款 PS4 遊戲預期都會相容,而且能以更高的增幅頻率執行以提升畫面更新率並有機會提升解析度。目前 SIE 已經測試過數百款 PS4 遊戲,在主機接近上市時預備測試上千款遊戲
 
  Xbox SX 則是發揮了微軟身為軟體大廠的強項,不走純硬體相容路線,而是透過硬體結合軟體模擬來達成向下相容的功能。優點是可以完整發揮新處理晶片額外的效能,讓遊戲獲得比在原本主機上更高的畫質或是流暢度。缺點是相容性可能會受影響,但這部分在微軟虛擬化技術加持下足以克服。先前微軟在 Xbox One 提供 Xbox 360 遊戲相容功能時,就曾投注相當多的資源針對個別遊戲最佳化。微軟並承諾在主機上市時就能相容絕大多數的 Xbox One 遊戲軟體,以及目前在 Xbox One 上可以相容的 Xbox 360 與 Xbox 遊戲軟體。
 
2020/3/22 更新 Xbox SX 向下相容資訊與評比結論
 
  此外,Xbox SX 的向下相容功能還提供「原生解析度(Native Resolution)」功能,特定的 Xbox One 在 Xbox SX 上執行時,將可以直接提升為 4K 原生解析度繪製,即便這些遊戲原本並不是針對 4K 設計。微軟還研發了一套「SDR 轉 HDR」的技術,讓原本不支援 HDR 的遊戲可以透過該技術重建為 HDR 效果呈現。
 
Xbox SX 軟硬體模擬 + 強化相容多數 Xbox One 遊戲 > PS5 硬體層級相容多數 PS4 遊戲
 
  在加入更新資訊後,單就前一代遊戲的 相容性 來說雙方看差異不大(具體相容性仍有待驗證)。不過 Xbox SX 的向下相容能提供更多強化效果,而且不只 Xbox One 遊戲,還包括 Xbox One 相容的 Xbox 360 與 Xbox 遊戲陣容,因此這一局由 Xbox SX 勝出!目前 SIE 並未提及 PS5 能否相容 PS4 之前的遊戲。
 

「PlayStation 5」vs「Xbox Series X」總結

 
  就現階段公布的資訊來看,Xbox SX 的規格與效能明顯超越 PS5,對想要追求極致畫質體驗的玩家來說是比較好的選擇。PS5 雖然在基礎處理效能上落後,但是在其所強調的高速 SSD 與 3D 音效等功能上下了很多功夫來克服軟硬體上的障礙與瓶頸,不過這兩種功能畢竟不如 畫質 來得直接,對實際遊戲體驗到底會帶來什麼變革也還在未知數。目前雙方都還沒有公布新主機的遊戲陣容,這部分或許才是真正決勝的關鍵。
 
  如果要以比較淺顯易懂的方式說明的話,編輯覺得大致上可以把 PS5 與 Xbox SX 視為前一代強加版主機 PS4 Pro 與 Xbox One X 路線的延伸。因為兩者剛好都提供前一代加強版主機約 2 倍的效能,PS5 跟 PS4 Pro 都是走成本價格路線,Xbox SX 跟 Xbox One X 都是走高規格路線。當然現在兩台新主機的價格都還沒公布,所以沒辦法評估性能價格比。不過就目前公布的資訊來看,PS5 價格低於 Xbox SX 的可能性比較高。
 

PS4 Pro、Xbox One X、PS5、Xbox SX GPU 效能比較

  • PS4 Pro:4.2TFLOPS → PS5:10.2TFLOPS(100.00% → 242.86%)
  • Xbox One X:6TFLOPS → Xbox SX:12TFLOPS(100.00% → 200.00%)
  • PS4 Pro:4.2TFLOPS vs Xbox One X:6TFLOPS(100.00% vs 142.86%)
  • PS5:10.2TFLOPS vs Xbox SX:12TFLOPS(100.00% vs 117.65%)
 

PS5 與 Xbox Series X 規格勝負表

  PS5 Xbox Series X
CPU
GPU
記憶體
內部儲存裝置
音效
向下相容
結論 為時尚早,留待大家自行判斷
 
  其實誰勝誰負並不重要,能找到最適合自己的主機,充分享受遊戲帶來的快樂才是最重要的!
 
  PS5 與 Xbox SX 皆預定於 2020 年底節慶檔期上市,確切日期與價格未定。

新聞評語

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