Twarzą w twarz z Markiem Cernym
Digital Foundry rozmawia z architektem systemu PlayStation 4.
Debiut nowej generacji konsol jest niesłychanie ekscytujący dla Digital Foundry. Sony i Microsoft wciskają gigantyczny, czerwony przycisk, na dobrą sprawę resetując wszystko, co wiemy o sprzęcie. Naszym zadaniem jest dowiedzieć się, co znajduje się w obudowach, poznać możliwości, porównać z dostępnymi konsolami i sprawdzić, w jaki sposób obie firmy starają się wypracować przewagę.
W ostatnich latach widzieliśmy już przecieki o niespotykanej wiarygodności, sprawdzaliśmy doniesienia od deweloperów, oglądaliśmy nawet prototypy wystawione na aukcji w eBayu. Także nasi czytelnicy dostarczyli wiarygodnych informacji, które udało nam się potwierdzić w niezależnych źródłach.
Ostateczną specyfikację techniczną PS4 opublikowaliśmy w lutym, przed pierwszym pokazem, a następnie oferowaliśmy sporo innych, wyjątkowych materiałów. Głód informacji na temat nowej generacji jest jednak nieograniczony - ciągle chcemy wiedzieć więcej. Co więc się stanie, jeśli usiądziemy twarzą w twarz z człowiekiem, który zna wszystkie odpowiedzi na pytania związane z PlayStation 4?
Rozmowa podczas konferencji Develop to prawdopodobnie jedyna taka szansa w życiu - szansa na rozmowę w cztery oczy z człowiekiem, który wie wszystko na temat ostatecznej specyfikacji technicznej, ale może także dokładnie opowiedzieć o procesie projektowania - o pomysłach stojących za sprzętem, decyzjach w sprawie doboru komponentów i alternatywnych, odrzuconych ideach. To także jedyny człowiek, który może wyjaśnić, jak Sony zmieściło 8GB pamięci GDDR5 w PS4 - o czym podobno zdecydowano w ostatniej chwili.
Pomimo 23-letniego doświadczenia jako dziennikarz zajmujący się sprzętem, muszę przyznać, że do rozmowy podchodziłem zdenerwowany, podekscytowany i pełen obaw. Ale gdy wywiad już się rozpoczął, szybko zdałem sobie sprawę, że nie poznam żadnych sekretów, nie usłyszę fascynujących anegdotek o procesie produkcji. Uświadomiłem sobie, że na dobrą sprawę nie dowiem się niczego nowego na temat konsoli.
Cerny doskonale zdawał sobie sprawę, że rozmowa jest nagrywana i oficjalna, zręcznie omijał więc niektóre tematy. Zwłaszcza jeśli chodzi o pamięci RAM wydaje nam się, że nigdy nie poznamy całej prawdy. Sama logistyka potrzebna do zgromadzenia takiej liczby modułów musi być niesamowitym osiągnięciem dla Sony. Spróbujcie znaleźć inne urządzenie z 8GM GDDR5 w cenie 400 dolarów.
Mimo tego, otrzymaliśmy fascynujący wgląd w proces powstawania PlayStation 4, w architekturę konsoli i informacje na temat ogromnego potencjału GPU - Cerny stwierdził, że pełnię możliwości możemy zobaczyć dopiero za kilka lat. Biorąc pod uwagę fakt, że Cerny rozliczył PS3 już w rok po premierze, a prace nad następcą rozpoczął w 2008 roku, zastanawiamy się - czy Mark Cerny już za dwa lata zajmie się PlayStation 5?
„Ken to geniusz, więc skopiowanie jego podejścia nie było możliwe. Musieliśmy znaleźć inny sposób na tworzenie konsoli.”
Cóż, Ken to geniusz, więc skopiowanie jego podejścia nie było możliwe. Musieliśmy znaleźć inny sposób na tworzenie konsoli.
W 2007 zaczęliśmy rozliczać PlayStation 3, by zbadać, co się sprawdziło, a co nie. Prace nad PlayStation 4 rozpoczęły się dopiero w 2008 roku. Zatem w momencie, gdy zdałem sobie sprawę, że mam odpowiednie umiejętności, by zaprojektować konsolę, prace nie były zbyt zaawansowane.
Jestem spoza Sony, lecz działam w organizacji, którą już Sony posiada. Zaproponowałem swój projekt, gdy tylko rozpoczęli prace.
Myślę, że właśnie teraz jest najlepszy czas na bycie graczem. Jeśli spojrzysz z perspektywy procentów, dostrzeżesz, że konsole to tylko mały wycinek. Ale teraz po gry sięga mnóstwo osób, które wcześniej nie były nimi zainteresowane. Dzięki tabletom i smartfonom mamy dużo większe grono odbiorców. Konsole przyciągają grami, do których zostały stworzone, jak Skyrim czy Assassin's Creed. Ale myślę, że poza tym zobaczymy wiele mniejszych, niezależnych tytułów.
Na urlopie oglądałem zestawy instrukcji procesorów i wydawało mi się, że ostatnio zaszły zmiany, że architektura x86 wkrótce przejdzie jakąś transformację, także w sposobie wykorzystania. Ale to nie znaczyło, że ją zastosujemy - to przyszło później, gdy zastanawiałem się, czy możemy dodać x86 do naszej listy opcji. Gdy w 2008 roku rozpoczęliśmy budowę, ja i kilka innych osób w Sony wykonaliśmy dogłębną analizę x86 i sprawdziliśmy, jak kod zachowywałby się na starym i nowym procesorze.
Przyjrzeliśmy się więc oprogramowaniu, sprawdziliśmy ogólny kod. Przyjrzeliśmy się, jak sprawuje się pisanie w Assembly w porównaniu z innymi platformami. Badaliśmy skompilowany kod i przygotowaliśmy 15 prezentacji, pokazujących różne aspekty architektury x86. Na jednym z pierwszych spotkań rozmawialiśmy z wewnętrznymi studiami. Cały dzień opowiadaliśmy o wynikach naszych analiz na temat x86 i doszliśmy do wniosku, że taka architektura jest użyteczna w konsoli, ale musieliśmy zapytać się, czy deweloperzy podzielają to zdanie.
„Dostępność okazała się strzałem w dziesiątkę. Aktualnie w produkcji znajduje się 140 tytułów na PlayStation 4, mamy też najmocniejszy zestaw gier startowych w historii Sony Computer Entertainment.”
To pewnie nie jest odpowiedź na pytanie, ale współpraca z producentem jest bardzo skomplikowana. Relacje biznesowe są równie ważne. Istotne są też ramy czasowe- możesz pracować z najinteligentniejszymi ludźmi w branży, ale jeśli produkt nie jest dostępny w danym roku, to nie możesz z nimi dalej pracować. Na decyzji o podjęciu współpracy z AMD zaważyło wiele czynników.
Wybrałem tę historię, ponieważ to najlepszy sposób na zaprezentowanie naszej nowej filozofii. Gdybyśmy kontynuowali strategię znaną z PS3, to pewnie zdecydowalibyśmy się na ten projekt. Ale nowe podejście polegało na lepszym dostępie. Postawiliśmy na kombinację natychmiastowej dostępności i ciekawego zestawu funkcji, wprowadzanych w następnych trzech, czterech latach. Mówię o nich dokładnie w artykule Gamasutry. Dostępność okazała się strzałem w dziesiątkę. Aktualnie w produkcji znajduje się 140 tytułów na PlayStation 4, mamy też najmocniejszy zestaw gier startowych w historii Sony Computer Entertainment.
Konsole oferują dużo więcej niż wynika z ceny i możliwości. Jest ku temu kilka powodów. Oprogramowanie znajduje się dużo bliżej sprzętu, niż jest to w przypadku PC. Architektura nigdy się nie zmienia, więc możesz się skoncentrować na jednym układzie i dużo się na jego temat nauczyć przez lata - zyska na tym grafika, jakość symulacji świata. Dostosowaliśmy także GPU, by układ pozostał sprawny w 2016 czy 2017 roku. Dodaj wszystkie fakty, a dostrzeżesz, że przyszłość PlayStation 4 zapowiada się obiecująco.
Nazywam to „architekturą super-doładowaną”. Wprowadziliśmy sporo zmian, by całość lepiej sprawowała się w grach. Mamy ujednoliconą pamięć, co na pewno ułatwia tworzenie gier - to był numer jeden na liście życzeń deweloperów. Dzięki temu nie musisz dzielić danych programistycznych i plików graficznych. Następnie upewniliśmy się, że obliczenia w GPU przebiegają płynnie, ponieważ wydaje mi się, że kilka lat po premierze GPU będzie wykorzystywane nie tylko do obliczeń związanych z grafiką.
Gdy zobaczymy, jak GPU i jego sub-komponenty są wykorzystywane w każdej klatce, uzmysłowimy sobie, że większość mocy GPU jest często niewykorzystana, jak w przypadku renderowania nieprzezroczystych map cieni. Gdy zatem obliczana jest detekcja kolizji, fizyka czy kierunki rozchodzenia się promieni, nie wpływa to na grafikę. Wykorzystywane są moce przerobowe GPU, które w przeciwnym wypadku, w tym danym memencie, nie byłyby wykorzystane. W zależności, w którym momencie renderowania klatki obrazu się znajdujemy, dostrzegamy, które elementy GPU są tak naprawdę dostępne do obliczeń.
„Jeden producent przyznał nawet, że może zaprojektować układ z tysiącem rdzeni! Ale dla nas ważne było, by określić, w którą stronę pójdzie rynek, co znajdzie się w większości maszyn do grania.”
Knack to mały tytuł. Knack nie będzie ustanawiał przykładu w temacie wykorzystania zasobów. Tym zajmą się inne zespoły, które robiły to w przeszłości, jak Ubisoft z Assassin's Creed i Watch Dogs, oraz Naughty Dog i Sony Santa Monica z ich nowymi tytułami. Podobnie Killzone. Deweloperzy mogą pójść w dowolnym kierunku. Jeśli więc jakość grafiki jest najważniejsza dla danego zespołu, mogą się na tym skoncentrować. Chcemy się tylko upewnić, że mogą skorzystać z mocy GPU.
Prawda, stosunek sprawności do zużycia energii jest najlepszy w Jaguarze - dużo nam to pomogło. Wiedzieliśmy, że w projekcie znajdą się cztery lub osiem rdzeni.
Szczerze mówiąc, gdy pytaliśmy ludzi, słyszeliśmy wszystkie możliwe odpowiedzi. Jeden producent przyznał nawet, że może zaprojektować układ z tysiącem rdzeni! Ale dla nas ważne było, by określić, w którą stronę pójdzie rynek, co znajdzie się w większości maszyn do grania.
To tylko plotka, nie było takiej sugestii. W sprzęcie jest nieco więcej jednostek arytmetyczno-logicznych, nie tylko graficznych. Dzięki temu twórcy mają możliwość, a w zasadzie motywację, żeby wykorzystać te jednostki do dodatkowych obliczeń w GPU.
Pokręciłeś! Taki system istnieje. Chodzi o HSA od AMD (Heterogeneous System Architecture). To bardzo ekscytujący element, ale nasza obecna strategia koncentruje się na udostępnieniu elementów GPU niskiego poziomu dla języków programowania wysokiego poziomu. Uważamy, że stąd płyną największe korzyści.
Mamy taki system. Służy głównie do kompresji i dekompresji dźwięku, w różnych formatach. Cześć znajdzie zastosowanie w grach - sprzęt poradzi sobie z wieloma źródłami dźwięków w mp3 lub innym formacie. Lub - na poziomie systemu - kompresja i dekompresja danych podczas rozmów na czacie.
„Opóźnienia GDDR5 nie są znacząco wyższe niż na DDR3. Oczywiście, GPU są projektowane, by tolerować nawet duże opóźnienia, więc to nie powinien być problem.”
GPU to naturalne miejsce na wykonywanie różnych operacji przetwarzania dźwięku. Wszystko sprowadza się do tego, ile operacji jednocześnie można przeprowadzić dla takiego algorytmu, a to zależy w dużej mierze od rodzaju przetwarzania danych dźwiękowych. Myślę, że w przyszłości zobaczymy podejście hybrydowe, w którym część operacji dźwiękowych jest wykonywana przez GPU.
Przykładowo, będziemy wysłać promienie, by sprawdzić, czy możesz w coś strzelić. Kolor celownika będzie inny, jeśli cel będzie zablokowany. W kwestii audio ustalimy, czy jesteś w stanie usłyszeć źródło dźwięku. Okazało się, że wykonywanie takich obliczeń jest dość pracochłonne i jako takie jest idealne do przeprowadzenia w GPU. Można więc wysłać kilkaset promieni, następnie obliczyć je w pakietach po 64, a projektanci gier znajdą nowe i kreatywne zastosowania dla naszego śledzenia promieni.
To idealny przykład na to, że zadziałał nasz proces premiujący twórców. Otrzymaliśmy opinie, wysłuchaliśmy je i w rezultacie zmodyfikowaliśmy sprzęt. Jeśli chodzi o etap, w którym o tym zadecydowaliśmy, to kolejny dowód na to, jak dobrze nasi twórcy chronią informacje. Mogę jedynie powiedzieć, że ten przeciek pochodził od hakera, który włamał się na serwery dewelopera i pozyskał dokumentację Sony i Microsoftu.
Opóźnienia GDDR5 nie są znacząco wyższe niż na DDR3. Oczywiście, GPU są projektowane, by tolerować nawet duże opóźnienia, więc to nie powinien być problem.
Co interesujące, wymagane łącze zależy od rozmiaru gry. Im dłuższa gra, tym mniejsza przepustowość łącza wymagana, by załadować końcowe etapy. Jest też inny czynnik: czy grasz bez przerwy, czy tylko kilka godzin, a wieczorem reszta ściąga się, gdy konsola jest w stanie uśpienia.
Na pewno infrastruktura sieci - nie tylko poszczególnych użytkowników, ale całego kraju - ma znaczenie przy projektowaniu systemu. Skupialiśmy się na ogólnych konceptach, które będą interesujące dla użytkowników.
[Śmiech] Możesz wrzucić tu po prostu „śmiech”?