Lorsque Sony a dévoilé la PlayStation 5 Pro, il l’a fait d’une manière très différente de la révélation de la PlayStation 4 Pro et de la PlayStation 5. Alors que l’architecte système principal Mark Cerny était le « maître de cérémonie » pour la révélation de la Pro, les débuts ont une durée de vie de courte durée. -affaire d’une minute – et une bonne proportion de cette durée d’exécution a célébré les réalisations de la console PlayStation 5 standard. On était loin de la présentation détaillée donnée pour la révélation de la première console « Pro » de Sony et quelque peu dépourvue de détails par rapport à la désormais légendaire présentation « Road to PS5 » donnée par Cerny en mars 2020. Nous avions faim de plus de détails. – et maintenant, ils sont enfin arrivés.
Trois bons mois après la révélation, Sony a livré une toute nouvelle présentation approfondie de la conception matérielle et même du vision derrière la PlayStation 5 Pro – et c’est quelque chose d’important. La philosophie derrière la console marque un changement radical dans la manière dont les consoles seront fabriquées. Alors que la technologie de rendu graphique de base de la PlayStation 5 Pro a été améliorée par rapport à la machine standard, Cerny voit un avenir dans lequel l’apprentissage automatique jouera un rôle clé dans la conception de la console, et même si la rastérisation approche de ses limites, il voit une vaste évolution des capacités de lancer de rayons. aller de l’avant.
C’est une vision qui partage des points communs avec la stratégie de Nvidia au cours des six dernières années, sauf que l’impression que nous avons est qu’AMD continuera d’être le partenaire de choix de Sony pour concrétiser cette nouvelle vision. À cette fin, une nouvelle collaboration « Amethyst » entre Sony et AMD a été annoncée.
Oliver Mackenzie de Digital Foundry a eu la chance de voir la nouvelle présentation de Cerny il y a plusieurs semaines et d’interviewer Mark Cerny lui-même, aux côtés de Mike Fitzgerald – directeur de la technologie de base d’Insomniac. Cependant, la présentation elle-même est quelque chose dont tous les membres de l’équipe de Digital Foundry étaient impatients de discuter. Voici donc notre réaction à la conférence – et, bien sûr, un aperçu de tout ce que nous avons appris.
Présentation du GPU : RDNA 2.x, 16.7TF
L’évolution la plus évidente de la PS5 de base à la PS5 Pro concerne la puissance de traitement graphique. Plutôt que d’augmenter les performances du processeur, d’améliorer les vitesses de stockage ou de cibler des écrans à plus haute résolution, comme on peut s’y attendre d’une toute nouvelle console, l’objectif principal de la PS5 Pro est de renforcer les performances et la qualité d’image avec un GPU plus performant. Il est intéressant de noter que le GPU PS5 Pro est toujours basé sur l’architecture RDNA 2 d’AMD (série RX 6000), mais avec certaines fonctionnalités rétroportées de RDNA 3 (série RX 7000) – et de RDNA 4 (série RX 8000, attendue pour 2025) comme Bien.
À une vitesse d’horloge typique de 2,17 GHz, la PS5 Pro est capable de performances de 16,7TF, soit la moitié des 33,5TF cités par erreur avant le lancement. Ceci est plus directement comparable au nombre d’environ 10TF attaché à la PS5 de base, par rapport au nombre de téraflops RDNA 3 gonflé (ou « flop-flated », comme le dit Mark Cerny). D’autres spécifications correspondent aux premières fuites de la PS5 Pro, notamment 30 WGP, 60 unités de calcul et une augmentation maximale de 2,35 GHz – bien que cette fréquence ne soit pas susceptible d’être vue dans des conditions de fonctionnement normales, peut-être en raison de contraintes de puissance. La vitesse d’horloge maximale de la PS5 standard est de 2,23 GHz, mais la présentation suggère que la vitesse de fonctionnement typique est la même que celle de la PS5 Pro, soit 2,17 GHz, de sorte que les TFLOP typiques sont d’environ 10 TF, atteignant rarement les 10,23 TF cités dans les spécifications d’origine. Cependant, comme cette génération l’a prouvé, les TFLOP s’avèrent être une mesure de moins en moins significative – une situation reconnue par Mark Cerny dans la nouvelle présentation.
Quant à pourquoi La PlayStation 5 Pro n’adopte pas pleinement les architectures graphiques AMD ultérieures, la raison est très simple : le code de shader pour le GPU PS5 ne fonctionnerait pas sur le matériel AMD ultérieur, et il n’existe aucun moyen par lequel ces shaders pourraient être recompilés dans les jeux existants. Compilation de shaders à la volée ? Ce n’est pas viable pour PS5 et – faites-nous confiance – vous n’en voudriez pas non plus. Par conséquent, PS5 Pro a pour utiliser la même ligne de base RDNA 2.x, avec des extensions ajoutées pour de nouvelles fonctionnalités, telles que le traçage de rayons amélioré.
En termes d’autres fonctionnalités, nous savons également, grâce à des divulgations distinctes aux développeurs, que la PS5 Pro dispose de l’ensemble complet des fonctionnalités RDNA 2, y compris les shaders de maillage et le VRS matériel, et qu’il y a 2 Go supplémentaires de mémoire DDR5 (plus lente) à bord. Sur ce montant, plus d’un gigaoctet de mémoire supplémentaire est disponible pour les développeurs. La mémoire GDDR6 utilisée ici est également environ 28 % plus rapide que sur la PS5 de base – 576 Go/s contre 448 Go/s – bien qu’elle soit connectée sur un bus similaire de 256 bits.
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Améliorations du lancer de rayons
Une partie de l’attrait de la PS5 Pro réside dans son amélioration significative en termes de performances RT, permettant aux développeurs d’utiliser ces fonctionnalités de manière plus libérale dans les titres améliorés par la PS5 Pro sans sacrifier la qualité de l’image ou la fréquence d’images dans la même mesure que sur la PS5 de base. Ceci est accompli grâce à l’architecture RDNA 2.x de la PS5 de base, avec de nouvelles extensions ajoutées à partir de la technologie RDNA ultérieure.
La PS5 réutilise les unités de mappage de texture pour effectuer des tests d’intersection de boîtes et de triangles pour le lancer de rayons, la PS5 Pro accélérant cette partie du processus de deux ou trois fois. Le Pro prend également en charge BVH8 plutôt que BVH4, qui offre également une accélération. La PS5 Pro ajoute également la gestion de la pile au niveau matériel, ce qui facilite encore une fois l’étape de traversée du lancer de rayons et n’était auparavant visible que sur le matériel Intel et Nvidia, pas sur AMD.
Enfin, un RT plus divergent voit une plus grande amélioration des performances qu’un RT plus cohérent sur PS5 Pro. Ce spectre divergent/cohérent décrit essentiellement la complexité des calculs RT, les ombres et les réflexions sur les surfaces planes étant plus cohérentes, et les réflexions sur les surfaces courbes ou bosselées étant plus divergentes. Encore une fois, Nvidia et Intel ont trouvé de bons moyens de gérer des RT plus divergents, tels que les unités de tri matériel et la réorganisation de l’exécution des shaders, et bien que nous ne voyons pas de répliques exactes de ces idées ici, les mises à niveau de traversée et le passage à BVH8 devraient le faire. Cela signifie que la PS5 Pro est bien mieux équipée que son prédécesseur pour faire face à ces calculs RT plus coûteux en termes de calcul. Cela ouvre la porte aux développeurs qui utilisent plus facilement une gamme plus large de rugosités de matériaux pour les réflexions, par exemple, plutôt que de s’en tenir uniquement à des réflexions de type miroir ou quasi-miroir.
Mark Cerny postule qu’il existe une limite à la mesure dans laquelle nous pouvons pousser la rastérisation. L’un des moyens de dépasser ces limites consiste à recourir à la RT, qui présente un grand potentiel d’évolution avec davantage de recherche. Voir ces améliorations de Sony suggère que RDNA 4 va davantage dans cette direction, ce qui est passionnant.
Bien sûr, nous ne savons toujours pas avec certitude quelles seront les performances RT de RDNA 4 – cela semble être un pas en avant significatif, mais il n’y a toujours pas d’équivalent au cœur RT présenté dans l’architecture RTX série 20 de Nvidia, qui permet davantage de charges de travail simultanées. AMD a expliqué dans des présentations comment il utilise de plus grandes quantités de cache sur ses GPU PC pour s’intégrer davantage dans le BVH. Il sera donc fascinant de voir comment les puces RDNA 4 de bureau fonctionnent avec cette amélioration supplémentaire.
Apprentissage automatique et PSSR
En plus du RDNA 2.x de base de la PS5 Pro mis à niveau avec ce que Sony appelle le « futur RDNA » pour le traçage de rayons, il est également livré avec un « RDNA personnalisé » pour l’apprentissage automatique, en particulier la mise à l’échelle PSSR. Plutôt que d’utiliser un upscaler existant, Mark Cerny nous a dit que Sony se concentrait sur la vitesse et sur la minimisation du temps par image requis par son upscaler. Pour cela, ils avaient le choix entre le matériel NPU et GPU et ont finalement opté pour le GPU.
La mise en œuvre réelle est assez intéressante, car Sony a découvert que même le traitement d’une seule couche d’une image 4K à 16 canaux à 128 Mo était limité par la bande passante mémoire tout en n’utilisant que 3 % des environ 300 TOPS disponibles. La solution naïve consistait à faire passer une plus petite partie de l’image à travers la puce en une seule fois, mais vous vous retrouviez alors avec des problèmes où les bords manquent d’informations nécessaires sur les tuiles environnantes, de sorte que les données doivent être supprimées.
En fin de compte, Sony a choisi de combiner ses registres vectoriels dans les WGP, leur donnant un total de 15 Mo de mémoire et 200 To/s de bande passante mémoire. C’est une approche similaire à la façon dont AMD a géré RT, où vous utilisez toujours du matériel généralisé pour atteindre un objectif spécifique. La réutilisation est probablement efficace en termes d’empreinte globale du silicium, ne nécessite pas de modifications massives du RDNA et semble avoir permis à Sony d’atteindre ses objectifs de vitesse pour le PSSR.
Cependant, le PSSR n’est pas encore un réseau neuronal convolutif (CNN) « entièrement fusionné », ce qu’Intel a notamment réalisé avec sa première version de XeSS. Le fait d’être entièrement fusionné confère un avantage en termes de vitesse, car vous ne touchez pas à la mémoire système au cours de la mise à l’échelle d’une seule image. Si l’on considère que le DLSS prend moins de 1 ms et que le PSSR prend environ 2 ms selon nos calculs approximatifs, cela signifie qu’il est possible que les jeux s’exécutent plus rapidement si cela se concrétise à l’avenir. Cela pourrait également ouvrir la porte à l’utilisation de la mise à l’échelle à des fréquences d’images plus élevées (par exemple 120 ips), où une durée d’exécution ascendante d’environ 2 ms représente un pourcentage important des 8,3 ms disponibles pour le rendu d’une image entière. Il est possible qu’AMD adopte une approche similaire avec RDNA 4, en apportant des modifications aux principales CU pour permettre d’exécuter des réseaux neuronaux convergents localement sur le GPU.
L’avenir : Amethyst, exploration ML et nouvelle génération
Sony a également annoncé une collaboration avec AMD appelée Amethyst – lui-même un nom de code GPU AMD réutilisé de 2014, avec sa couleur violette provenant de la combinaison de Sony (l’équipe bleue) et d’AMD (l’équipe rouge). L’idée est de créer des architectures matérielles qui fonctionnent bien pour les CNN légers, utiles pour les graphismes de jeux en temps réel, ainsi que des CNN de haute qualité pour les graphismes de jeux. Il y aura également une collaboration sur les architectures réseau de ces CNN. Les deux parties pourront accéder à toutes ces architectures pour leurs produits.
Il semble qu’AMD ouvre la voie en ce qui concerne les principales conceptions de GPU, mais Sony et AMD ont cette collaboration en matière d’apprentissage automatique qui devrait, espérons-le, faire avancer les choses pour les deux sociétés en termes d’apprentissage automatique et de traçage de rayons. Sony a l’avantage de répéter le PSSR à plus grande échelle, AMD peut minimiser l’écart de R&D entre lui et Nvidia. Il n’est pas clair s’il y aura une pollinisation croisée entre PSSR et FSR sur les GPU RDNA 4, et il sera intéressant de voir où se situent également les efforts de mise à l’échelle de Microsoft étant donné qu’ils sont également axés sur PC, tout en rivalisant avec la PlayStation avec la Xbox. .
Il ne s’agit pas seulement de mise à l’échelle, mais aussi d’infographie en général. Il existe de nombreux potentiels d’apprentissage automatique qui ont semblé très enthousiasmés par Mark Cerny lors de notre conversation, notamment le débruitage, l’amélioration de la qualité et du streaming des textures, peut-être même la qualité géométrique, le tout dans la bande passante et l’espace mémoire limités disponibles sur les consoles. C’est le genre de chose que Sony devrait évaluer pour la PS6 et un effort comme Amethyst garantit que la réalisation d’une partie de cela est réalisable dans ce genre de délai. De même, l’annonce d’un partenariat de cette nature suggère que Sony s’en tient à AMD pour sa console de nouvelle génération, car ses principaux avantages ne seront pas disponibles dans les deux prochaines années.
En plus de la PlayStation 6, la PS5 Pro offre de nombreuses possibilités intéressantes à mesure que les développeurs se familiarisent avec les nouvelles capacités de la console. Il existe certainement un potentiel pour des implémentations RT plus avancées ainsi que des itérations améliorées de PSSR qui obtiennent des résultats plus uniformément bons. Il est également possible d’apporter davantage d’améliorations à l’exécution de jeux sous rétro-compatibilité si Sony souhaite utiliser ML pour améliorer la bibliothèque de jeux existante.
Dans l’ensemble, il a été fascinant d’en apprendre davantage sur la PS5 Pro, et nous vous encourageons à lire notre entretien avec Mark Cerny et Mike Fitzgerald pour plus de détails sur la PS5 Pro, son développement et son potentiel d’amélioration future.