PlayStation5が覆われている：マークセルニーテックディープダイビング

3 月 18 日、ソニーはついに PlayStation 5 の技術構成に関する詳細な情報を公開しました。これまでに議論されたトピックを大幅に拡張し、システムの中核仕様に関する多くの新情報を明らかにして、リード システム アーキテクトのマーク サーニー氏が開発者向けの情報を提供しました。 PlayStation 5 の中核となる基盤であるパワー、帯域幅、スピード、没入感を中心としたプレゼンテーション。講演がライブになる数日前に、Digital Foundry は取り上げられたトピックについてサーニー氏と詳しく話し合いました。その議論の一部は私たちの最初の報道に影響を与えましたが、さらに多くの情報があります。もっとたくさん。

しかし、ここで明確にしておきたいのは、この作品のすべてはサーニーの議論のトピックに集中しているということです。ここには理解すべきことがたくさんありますが、PlayStation 5 の戦略に関するさらなる新事実は得られません。それは尋ねたくてもありません。 2016年に遡る前回のミーティングで、サーニー氏はソニーがどのようにコンソール世代のコンセプトに執着していたのかについて詳しく語り、発表されたハードウェアはそれを確かに証明している。では、クロスジェネレーション開発はファーストパーティ開発者にとってのことなのでしょうか?彼は（PC スタイルのより緩やかなイノベーションとは対照的に）コンソール世代のコンセプトに全力で取り組んでいることを再度強調しながらも、ソフトウェア戦略について話すつもりはなかったし、公平を期すために言うと、それは実際には彼の専門分野ではない。

サーニー氏はまた、2013 年に「スーパーチャージド PC アーキテクチャ」と定義した PlayStation 4 も提供しました。これは、開発者に優しいマルチプラットフォームの黄金時代をもたらすのに貢献したアプローチでした…しかし、PlayStation 5 は、より多くの時代への回帰なのでしょうか?前世代のコンソール設計で見られた「エキゾチックな」哲学? Cerny 氏は、PS5 のデザインは PlayStation 4 の開発者にとって理解しやすいと述べたこと以外はほとんど語らなかったが、新しいシステムの機能を深く掘り下げてみると、PS5 のデザインには PC が合わせるのが難しい側面がたくさんあることがわかった。

しかし、開発者向けプレゼンテーションで取り上げられたトピックをさらに深く掘り下げていくと、Mark Cerny が生き生きとします。彼が開発に協力したハードウェアに対しては、明らかに本物の情熱と熱意があり、この記事で最大限の価値が得られるのはそこです。オンライン会議では、次のようなさまざまなトピックについて取り上げます。

以下の内容は間違いなく奥深く、技術的な側面に関するものです。プレゼンテーションで取り上げられたトピックのいくつかをより完全に検討する機会となります。会話の中で何度か、サーニーはさらなるリサーチを提案しましたが、これがイベント後すぐにライブ配信を開始しなかった（実際、できなかった）理由の 1 つでした。言うまでもなく、まだ見ていない場合は、先に進む前に、Mark のプレゼンテーションを全編視聴することを強くお勧めします。ここです。

私が特に話したいと思っていた分野の 1 つは、PlayStation 5 のブースト クロックでした。これは基本的に、冷却アセンブリの熱放散に基づいてシステム オン チップに設定された電力バジェットを与える技術革新です。興味深いことに、Mark Cerny 氏はプレゼンテーションの中で、PlayStation 4 の冷却の難しさを認め、最大電力バジェットを設定することで実際に作業が容易になると示唆しました。 「未知の要素がなくなったため、最悪の場合のゲームの消費電力を推測する必要がなくなりました」とサーニー氏は講演の中で述べた。 「冷却ソリューションの詳細については、分解用に取っておきます。エンジニアリング チームが考え出したものにはきっとご満足いただけると思います。」

いずれにせよ、実際には、SoC には設定された電力レベルが存在します。携帯電話、タブレット、さらには PC の CPU や GPU についても、ブースト クロックは歴史的に、例ごとにパフォーマンスにばらつきをもたらしてきました。これはコンソールでは起こりえないことです。あなたの PS5 は、隣の PS5 よりも遅くても速くても動作しません。発達上の課題だけでも、控えめに言っても大変です。

「ダイの実際の温度は使用しません。使用すると、PS5 間に 2 種類の差異が生じるためです」と Mark Cerny 氏は説明します。 「1 つは周囲温度の違いによって引き起こされる変動です。コンソールは部屋の中でより暑い、またはより涼しい場所にある可能性があります。もう 1 つは、コンソール内の個々のカスタム チップによって引き起こされる変動であり、一部のチップはより熱く動作し、一部のチップはより低温で動作します。ダイの温度を使用する代わりに、周波数が CPU と GPU のアクティビティ情報に依存するアルゴリズムを使用します。これにより、PS5 間の動作の一貫性が保たれます。」

プロセッサーの内部には電力制御ユニットがあり、CPU、GPU、メモリ インターフェイスのアクティビティを常に測定し、それらが実行しているタスクの性質を評価します。特定の PS5 プロセッサの性質に基づいて消費電力を判断するのではなく、より一般的な「モデル SoC」が代わりに使用されます。これは、プロセッサーがどのように動作するかをシミュレーションするものだと考えてください。同じシミュレーションがすべての PlayStation 5 内の電力モニターの中心で使用され、すべてのユニットでの一貫性が保証されます。

「すべての PS5 の動作は同じです」とサーニー氏は言います。 「同じゲームをプレイし、ゲーム内の同じ場所に行くのであれば、どのカスタム チップを使用していて、そのトランジスタがどのようなものであるかは問題ではありません。それをステレオ キャビネットに入れるか冷蔵庫に入れるかは問題ではありません。 、あなたの PS5 は他の PS5 と同じ CPU と GPU の周波数を取得します。」

開発者からのフィードバックでは、開発者が問題を抱えていた 2 つの領域がわかりました。それは、すべての PS5 が同じように動作するわけではないという概念であり、これはモデル SoC コンセプトが対処するものです。 2 番目の領域はブーストの性質でした。周波数は一定時間ピークに達した後、スロットルが戻るのでしょうか?これがスマートフォンブーストの動作方法です。

「時定数、つまり CPU と GPU がそのアクティビティに一致する周波数に達するまでにかかる時間は、開発者にとって重要です」と Cerny 氏は付け加えます。 「これは非常に短いです。ゲームが電力を大量に消費する処理を数フレーム実行している場合、スロットルがかかります。追加のパフォーマンスが数秒または数分間利用可能になってからシステムがスロットルされるという遅延はありません。つまり、 「これは開発者が望んでいる世界ではありません。私たちは PS5 が消費電力に非常に敏感であることを確認しています。それに加えて、開発者は CPU と GPU によって使用されている電力量について正確にフィードバックを得ています。」

Mark Cerny 氏は、開発者が、与えられた電力レベルで最適なパフォーマンスを達成するために、別の方法でゲーム エンジンを最適化し始める時期が来ると見ています。 「最適化には電力が重要な役割を果たします。最適化して電力を同じに保つと、最適化のメリットがすべて得られます。最適化して電力を増やすと、パフォーマンスが少し戻ってくることになります。ここで最も興味深いのは、消費電力の最適化です。コードを変更して、絶対的なパフォーマンスは同じで消費電力を削減できるようにすることができれば、それは勝利です。」

つまり、開発者は、GPU から同じ結果を達成しながら、消費電力を最適化することで提供されるクロックを増やすことでより高速に実行することで、別の方法で最適化する方法を学ぶことができるということです。 「CPU と GPU にはそれぞれ電力バジェットがあります。もちろん、GPU の電力バジェットは 2 つのうち大きい方です」と Cerny 氏は付け加えます。 「CPU がその電力バジェットを使用しない場合、たとえば 3.5 GHz に制限されている場合、バジェットの未使用部分が GPU に送られます。これを AMD は SmartShift と呼んでいます。CPU と GPU の両方が使用できる十分な電力があります。潜在的には 3.5 GHz と 2.23 GHz の制限で実行される可能性がありますが、開発者がどちらかを低速で実行することを選択する必要があるわけではありません。」

「ここには、『アイドルへの競争』と呼ばれる別の現象があります。30 Hz で実行していると想像してみましょう。33 ミリ秒の割り当てのうち 28 ミリ秒を使用しているため、GPU は 5 ミリ秒アイドル状態になります。電力制御ロジック「消費電力が低いことを検出し、GPU はその 5 ミリ秒間ほとんど何もしていないため、周波数を上げる必要があると結論付けます。しかし、それは無意味な周波数の上昇です」と Mark Cerny 氏は説明します。

この時点では、クロックは速くなっている可能性がありますが、GPU は何もする必要がありません。周波数の上昇はまったく無意味です。 「最終的な結果として、GPU はそれ以上の作業を行わず、代わりに割り当てられた作業をより迅速に処理し、その後、v-sync などを待つだけの長時間アイドル状態になります。これは GPU の周波数の無意味な増加です」と Cerny 氏は説明します。 「可変周波数システムを構築する場合、この現象 (CPU 側にも同等の現象) に基づいてわかることは、通常、周波数が最大値に固定されているだけであるということです。ただし、それは意味がありません。 GPU 周波数について意味のある記述をするには、33.3 ミリ秒のフレームのうち 33.3 ミリ秒間 GPU が完全に利用されるゲーム内の場所を見つける必要があります。

「したがって、GPU はほとんどの時間をその最高周波数かそれに近い周波数で費やすことになる、つまり「アイドルへの競争」を方程式から除外した上で、私が声明を出したとき、私たちは全体が次のような状況で PlayStation 5 ゲームを見ていたのです。 「フレームは生産的に使用されていました。CPU についても同様で、フレーム全体で CPU の使用率が高い状況を調査した結果、CPU はほとんどの時間をピーク周波数で費やすことになると結論付けました。」

簡単に言えば、アイドル状態への競争が問題にならず、CPU と GPU の両方がフルに使用されている場合でも、ブースト クロック システムでは、ほとんどの時間、両方のコンポーネントがピーク周波数に近いか、ピーク周波数で動作していることがわかります。 Cerny 氏はまた、消費電力とクロック速度には直線的な関係がないことも強調しています。周波数を 10% 下げると、消費電力が約 27% 削減されます。 「一般に、10% の電力削減は周波数のわずか数% の削減にすぎません」と Cerny 氏は強調します。

これは革新的なアプローチであり、これに費やされたエンジニアリングの努力はおそらく重要ですが、Mark Cerny 氏はそれを簡潔に次のようにまとめています。「私たちの画期的な進歩の 1 つは、ホットスポット (CPU と GPU の熱密度を意味する) が発生する一連の周波数を見つけたことです。 「それは同じです。そしてそれが私たちがやったことです。それらは同等に冷却しやすいか、冷却しにくいか、あなたがそれを呼びたいものは何でも構いません。」

ブーストがゲームデザインにどのような影響を与えるかについては、さらに発見される可能性があります。 Digital Foundry の取材に応じた数人の開発者は、現在の PS5 の作業では、グラフィックス コアで 2.23GHz のクロックを維持するために CPU の速度を制限していると述べています。現在、ほとんどのゲーム エンジンが低パフォーマンスの Jaguar を念頭に設計されているため、これは完全に理にかなっています。スループットが 2 倍 (つまり 60fps 対 30fps) であっても、PS5 の Zen 2 コアにほとんど負担をかけません。ただし、これはブースト ソリューションではなく、Nintendo Switch で見られたものと同様のパフォーマンス プロファイルのように聞こえます。 「ロックされたプロファイルに関しては、開発キットでサポートされています。最適化するときにクロックを可変にしないと便利です。リリースされた PS5 ゲームは常に周波数がブーストされ、追加の電力を活用できるようになります」と Cerny 氏は説明します。

しかし、開発者が PlayStation 5 の電力上限に合わせて最適化するつもりがない場合はどうなるでしょうか?開発者が回避できる「最悪のシナリオ」の周波数 (PC コンポーネントの基本クロックに相当するもの) はあるのだろうかと疑問に思いました。 「開発者はいかなる方法でも最適化する必要はありません。必要に応じて、CPU と GPU が実行するアクションに合わせて周波数が調整されます」と Mark Cerny 氏は反論します。 「CPU と GPU のすべてのトランジスタ (または可能な最大数のトランジスタ) がサイクルごとにオンになるように意図的に書かれたコードがあった場合に何が起こるかを尋ねていると思います。それはかなり抽象的な質問です。ゲームは実際、そのようなコードが既存のコンソールで実行された場合、消費電力は意図された動作範囲を大幅に逸脱し、コンソールがサーマルシャットダウンに陥る可能性さえあります。 PS5 なら、このような非現実的なコードをより適切に処理できるでしょう。」

現時点では、ブーストとクロックがどの程度変化するかを把握するのはまだ困難です。下位互換性についても混乱があり、パフォーマンスが強化されたPS5上で上位100のPlayStation 4ゲームを実行するというサーニー氏のコメントは、発売時に比較的少数のタイトルのみが実行されることを意味すると誤解された。これは数日後に明らかになりましたが (何千ものゲームが実行されることが予想されます)、PlayStation 5 の下位互換性の性質は興味深いものです。

PlayStation 4 Pro は、4K ディスプレイのサポートへの扉を開くために、基本版よりも高いパフォーマンスを提供するように構築されていますが、互換性が鍵でした。基本的にグラフィックス コアを 2 倍にする「バタフライ」GPU 構成が導入されましたが、クロック速度は別として、CPU は同じままにする必要があり、Zen コアはオプションではありませんでした。 PS5 では、PS4 および PS4 Pro との互換性を確保するために、RDNA 2 GPU に追加のロジックが追加されていますが、CPU 側の方程式はどうなるのでしょうか?

「Jaguar CPU 用に作成されたゲーム ロジックはすべて Zen 2 CPU 上で適切に動作しますが、命令の実行タイミングは大幅に異なる可能性があります」と Mark Cerny 氏は語ります。 「私たちは AMD と協力して、特定の Zen 2 コアをカスタマイズしました。これらのコアには、Jaguar のタイミングにより近づけることができるモードがあります。私たちは、下位互換性の作業を進める際に、それをいわばポケットにしまっておきます。」

Wired での最初の PlayStation 5 の発表以来、ソニーは SSD の普及に多くの時間を費やしてきました。SSD はロード時間の点だけでなく、ゲームがどのように大容量のゲームを配信できるかという点でも変革をもたらすソリッド ステート ストレージ ソリューションです。より詳細な世界と、よりダイナミックなメモリの使用。 PlayStation 5 の SSD は、ハードウェア アクセラレーション デコーディング (実効帯域幅を約 8 ～ 9 GB/s に向上) と合わせて 5.5 GB/s という驚異的な生帯域幅を備えており、Mark Cerny と彼のチームにとって明らかに誇りです。

低レベルと高レベルのアクセスがあり、ゲームメーカーは好きな方を選択できますが、開発者が新しいハードウェアの極限の速度を活用できるようにするのは、新しい I/O API です。ファイル名とパスの概念はなくなり、必要なデータをできるだけ早く見つける場所をシステムに正確に伝える ID ベースのシステムが採用されました。開発者は、ID、開始位置、終了位置を指定するだけで、数ミリ秒後にデータが配信されます。 2 つのコマンド リストがハードウェアに送信されます。1 つは ID のリストで、もう 1 つはメモリの割り当てと割り当て解除を中心としたものです。つまり、新しいデータのためにメモリが解放されていることを確認します。

わずか数ミリ秒の遅延で、単一フレームの処理時間内、または最悪の場合は次のフレームの処理時間内にデータを要求して配信できます。これは、同じプロセスに通常最大 250 ミリ秒かかるハードドライブとはまったく対照的です。これが意味するのは、コンソールでデータをまったく異なる方法、つまりより効率的な方法で処理できるということです。 「私は今もゲームの制作に取り組んでいます。Marvel’s Spider-Man、Death Stranding、The Last Guardian ではプロデューサーを務めました」と Mark Cerny 氏は言います。 「私の仕事はクリエイティブな問題と技術的な問題が混在したものでした。そのため、システムが実際にどのように機能しているかについて多くの洞察を得ることができました。」

最大の問題の 1 つは、ハード ドライブからデータを取得するのにどれくらいの時間がかかるか、そしてこれが開発者にとって何を意味するかということです。 「敵が死に際に何か叫びそうだとします。これは他の全員に先立って緊急の割り込みリクエストとして発行できますが、データを取り戻すのに 250 ミリ秒かかる可能性は依然として十分にあります。パイプライン内の他のすべてのゲームおよび操作リクエストです」とサーニー氏は説明します。 「この 250 ミリ秒は問題です。なぜなら、敵が死ぬときに何か叫びたい場合、それはほぼ瞬時に行われる必要があるからです。この種の問題により、PlayStation 4 とその世代の RAM に大量のデータが強制的に書き込まれます。」

つまり、緊急データに即座にアクセスするには、現世代コンソールの RAM にさらに多くのデータを保存する必要があり、これにより、次世代の大幅な効率節約への扉が開かれます。 SSD は、コンソールに必要なデータを大量にキャッシュするのではなく、必要に応じてデータをリクエストできるため、多くの負担を軽減します。重複が必要なくなるため、効率がさらに節約されます。ハード ドライブの遅延の多くは、メカニカル ヘッドがドライブ プラッターの表面上を移動するという事実によって決まります。データの検索には、読み取りと同じかそれ以上の時間がかかる場合があります。したがって、同じデータを探す (または「探す」) 時間を無駄にするのではなく、ドライブがデータの読み取りで確実に占有されるようにするためだけに、同じデータが何百回も複製されることがよくあります。

「マーベルのスパイダーマンは都市ブロック戦略の好例です。約 1,000 ブロックに対して、より高い LOD 表現とより低い LOD 表現があります。何かが頻繁に使用される場合、それはそれらのデータのバンドルに多く含まれます」とサーニー氏は言います。

重複がないと、ドライブのパフォーマンスが大幅に低下します。Cerny 氏が調べたあるゲームの例では、目標 50MB/s ～ 100MB/s のデータ スループットがわずか 8MB/s に崩壊しました。複製によりスループットは大幅に向上しますが、もちろん、ドライブ上に多くの無駄なスペースが生じることも意味します。 Marvel’s Spider-Man に関しては、Insomniac はエレガントなソリューションを考え出しましたが、ここでも RAM の使用に大きく依存していました。

「このようなシステムの問題を発見するには、テレメトリーが不可欠です。たとえば、テレメトリーにより、市のデータベースのサイズが一晩で 1 ギガバイトも急増したことがわかりました。原因は 1.6 MB のゴミ袋であったことが判明しました。これは特に大きな資産ではありませんが、ゴミ袋はたまたま 600 の街区に含まれていました」とマーク・サーニーは説明します。 「Insomniac のルールでは、400 回を超えて使用されるアセットは RAM に常駐するということなので、ゴミ袋はそこに移動されましたが、RAM に常駐できるアセットの数には明らかに制限があります。」

これは、SSD が次世代タイトルにどのような変革をもたらすかを示すもう 1 つの例です。複製が必要ないため、ゲームのインストール サイズはより最適になります。これらのゴミ袋は、SSD 上に 1 回だけ存在する必要があり、何百回も何千回も存在する必要はなく、RAM に常駐する必要はありません。読み込みの待ち時間と転送速度が数桁速くなります。これは、キャッシュを減らしてデータ配信に対する「ジャストインタイム」のアプローチを意味します。

舞台裏では、SSD 専用の Kraken 圧縮ブロック、DMA コントローラー、コヒーレンシ エンジン、および I/O コプロセッサーにより、開発者は、ソリッド ステート ソリューションを最大限に活用するために特注のコードを必要とせずに、SSD の速度を簡単に活用できるようになります。 。フラッシュ コントローラーへの多額のシリコン投資により、最高のパフォーマンスが保証されます。開発者は新しい API を使用するだけで済みます。これは、すぐにメリットが得られるテクノロジーの好例であり、利用するために大規模な開発者の賛同は必要ありません。

ソニーの 3D オーディオ計画は広範囲かつ野心的であり、前例のないものですらあります。簡単に言うと、PlayStation 5 は、プラットフォーム ホルダーがこれまでゲーム分野で見たものを大幅に超えてサラウンドを推進しており、32 インチだけでなく 3D 空間で数百もの個別の音源を理論的に処理することで、その過程でドルビー アトモスを総合的に上回っています。アトモス仕様。また、特注のオーディオ機器を必要とせずにそのサウンドを届けることも重要です。実際、ソニーはオーディオの境界を打ち破り、オーディオの民主化も目指している。

サラウンド サウンドの精度の向上は、PlayStation 3 から PS4、そして PlayStation VR に至るまでの進化の過程であり、約 50 の 3D 音源をサポートできます。ソニーのギャリー・テイラー氏とサイモン・ガンブルトン氏とのこのインタビューを振り返ると、頭部関連伝達関数の初期の使用を含め、PlayStation 5 オーディオの基礎となる基盤の多くが PSVR で表面化し始めていることが興味深いです。 HRTF。

一般に、ゲーム オーディオを処理するタスクの規模はすでに桁外れです。特に、オーディオは 48000Hz、256 サンプルで処理されるため、1 秒あたり 187.5 オーディオ「ティック」があり、新しいオーディオを 5.3 ミリ秒ごとに配信する必要があることになります。 。ソニーのプロセッサが 1 ティックあたり処理するデータの重さを考えるときは、そのことを念頭に置いてください。

そして、ここで HRTF が PS5 オーディオの議論に登場します。プレゼンテーションの中で、Mark Cerny は独自の HRTF を示しました。これは本質的に、頭のサイズや形状、耳の輪郭などの変数によってフィルタリングされ、オーディオがどのように知覚されるかをマップする表です。おそらく、それほど明確ではなかったのは、私たちの耳が同じではないということです。つまり、位置決めトラックは実際には 2 つの HRTF (各耳に 1 つ) を通じて解析する必要があることを意味します。

「HRTF の議論は少し頭が混乱するかもしれませんが、音の定位に関してもう少し説明しやすい概念がいくつかあります。それは、ILD と ITD です」と Mark Cerny 氏は説明します。 「ILDは両耳間のレベル差、つまりそれぞれの耳に届く音の強さの違いです。これは周波数と場所によって異なります。音源が私の右側にある場合、左耳では低音域が少なく聞こえます。」低周波音は頭の周りで回折する可能性がありますが、高周波音は回折できないため、高周波音ははるかに少なくなります – 曲がらず、跳ね返ります。そのため、ILD は音がどこから来ているかと周波​​数に基づいて変化します。 ITD (両耳間遅延時間) は、音が右耳に届くまでの時間と左耳に届くまでにかかる時間です。

「明らかに、音源が正面にある場合、両耳間の時間遅延はゼロです。しかし、音源が右側にある場合、おおよそ音速を耳間の距離で割った遅延が発生します。HRTF私たちが 3D オーディオ アルゴリズムで使用しているものは、ILD と ITD だけでなく、その他の部分もカプセル化しています。」

HRTF は基本的に、IAD および ITD に従ってオブジェクトの位置を配置するために使用できる値を含む 3D グリッドを提供しますが、すべての単一の位置に対応する粒度はありません。このプロセスをさらに複雑にしているのは、人間の脳には信じられないほどの精度が備わっているため、アルゴリズムが非常に効果的である必要があるということです。

「アルゴリズムがうまく機能していないかどうかを知る方法は、ピンク ノイズを使用することです。ピンク ノイズは概念としてはホワイト ノイズ (誰もがよく知っていると思います) に似ています。私たちはピンク ノイズという音源を使用します。それを動かしてみると、その音源の風味が移動に応じて変化するのが聞こえる場合、それはアルゴリズムに不正確性があることを意味します」とサーニー氏は言います。

基本的に、ピンク サウンドは、人間の耳の周波数応答に近づけるためにフィルタリングされた白色サウンドです。アルゴリズムが不正確な場合、耳に貝殻をかぶせたときに得られるような効果に似た、フェージングアーチファクトが聞こえます。これは PlayStation VR の 3D オーディオ処理の制限の 1 つでしたが、PlayStation 5 の Tempest エンジンの追加パワーのおかげで、アルゴリズムの精度が向上し、よりクリーンでリアルで信頼できるサウンドが可能になりました。

実際のところ、これはここで実行される数学の規模と範囲をほとんどカバーしていません。 「プレゼンテーションで圧倒的な HRTF 処理図を使用した理由は、移動するサウンドを正確に処理するために必要なものの複雑さを皆さんの前で明らかにしたかったためであり、それを通じてオーディオ専用ユニットを構築した理由の根拠を示したかったからです。処理しています」とマーク・サーニー氏は付け加えた。 「本質的に、私たちは直面している問題が何であれ、無制限にパワーを投入できるようにしたいと考えていました。言い換えれば、特定のアルゴリズムのコストをそのアルゴリズムを選択する理由にしたくなかったのです。結果として得られる効果の質だけに集中できるようになります。」

Cerny 氏がプレゼンテーションで説明したように、Tempest エンジン自体は改良された AMD 計算ユニットであり、GPU の周波数で動作し、サイクルあたり 64 フロップを実現します。したがって、エンジンのピーク パフォーマンスは、PlayStation 4 で使用される 8 コアの Jaguar CPU クラスター全体のおおよその 100 ギガフロップス程度になります。GPU アーキテクチャに基づいていますが、使用率は非常に異なります。

「GPU は数百、さらには数千のウェーブフロントを処理します。Tempest エンジンは 2 つのウェーブフロントをサポートします」と Mark Cerny 氏は説明します。 「1 つのウェーブフロントは 3D オーディオとその他のシステム機能用で、もう 1 つはゲーム用です。帯域幅に関して言えば、Tempest エンジンは 20GB/s 以上を使用できますが、オーディオは必要ないので少し注意する必要があります」グラフィックス処理のレベルを下げるためです。オーディオ処理で使用する帯域幅が多すぎると、グラフィックス処理が同時にシステム帯域幅を飽和させようとした場合に悪影響を及ぼす可能性があります。」

基本的に、GPU は並列処理の原理、つまり多くのタスク (またはウェーブ) を同時に実行するという考え方に基づいています。 Tempest エンジンは本質的にシリアルに似ており、メモリ キャッシュを接続する必要がありません。 「Tempest エンジンを使用する場合、データを DMA し、処理し、再び DMA を戻します。これはまさに PlayStation 3 の SPU で起こっていることです」と Cerny 氏は付け加えました。 「これは GPU が行うモデルとは大きく異なります。GPU にはキャッシュがあり、これはある意味では素晴らしいことですが、キャッシュ ラインがいっぱいになるのを待っているときにストールが発生する可能性もあります。GPU には他の理由でもストールが発生します。 GPU パイプラインには多くのステージがあり、各ステージが次のステージに供給する必要があります。その結果、GPU を使用して VALU 使用率が 40 パーセントであれば、非常に良い結果をもたらしています。対照的に、Tempest エンジンでは、非同期 DMA モデルの目標は、コードの主要部分で VALU 使用率を 100% 達成することです。」

Tempest エンジンは、実質的に物理スピーカーにマッピングされる仮想スピーカー システムである Ambisonics とも互換性があります。特定のサウンドはスピーカーごとに 36 の音量レベルの 1 つでレンダリングでき、すべてのスピーカーで何らかのレベルで表現される可能性が高いため、強化された臨場感が生成されます。ディスクリートオーディオは物理スピーカーに「固定」される傾向があり、一部のスピーカーではまったく表現されない場合があります。アンビソニックスは現在 PlayStation 4 と PSVR で利用できますが、仮想スピーカーの数が少ないため、Tempest エンジンによる精度の大幅なアップグレードがすでに行われており、ソニーのより正確なローカリゼーションと一致させることもできます。

「処理の種類が特定の音源に依存するゲーム オーディオ戦略が見え始めています」と Cerny 氏は言います。 「たとえば、「ヒーロー サウンド」（これは重要なサウンドを意味し、文字通りプレイヤー ヒーローによって作られたサウンドではありません）は、理想的な局所性を実現するために 3D オブジェクト処理が行われますが、シーン内のサウンドの大部分はアンビソニックスを通過します。サウンド レベルのより高いレベルの制御。この種のハイブリッド アプローチを使用すると、理論的には両方の長所を活用できます。そして、これらは両方ともオーディオ パイプラインの最後で同じ HRTF 処理を通じて実行されるため、両方ともそれを実現できます。相変わらずの素晴らしい存在感。」

PlayStation 5 のプレゼンテーションでは、3D オーディオの展開には時間がかかる可能性があることが指摘されました。コアテクノロジーは開発者向けに用意されていますが、さまざまなスピーカーシステムを使用するユーザーに結果を提供する作業はまだ進行中です。発売時には、標準的なヘッドフォンを使用しているユーザーは、意図したとおりの完全な体験を得ることができるはずです。テレビのスピーカー、サウンドバー、または 5.1/7.1 サラウンド システムを使用している人にとって、物事はそれほど単純ではありません。

「TV スピーカーとステレオ スピーカーでは、ユーザーが『TV Virtual Surround』を有効にするか無効にするかを選択できるため、オーディオ パイプラインは、私が話していた 3D の側面を持たないオーディオを生成できる必要があります」と Mark Cerny 氏は説明します。 。 「仮想サラウンド サウンドはスイート スポットで機能しますが、ユーザーがそのスイート スポットに座っていないか、ユーザーがソファで協力プレイをしている可能性があります (両方のプレイヤーをスイート スポットに合わせるのが難しい)。無効にすると、単純なダウンミックスが実行されます。たとえば、3D サウンド オブジェクトの位置によって、そのサウンドが左のスピーカーからどの程度聞こえるか、右のスピーカーからどの程度聞こえるかが決まります。 」

彼がプレゼンテーションで述べたように、テレビとステレオ スピーカーを稼働させるための基本的な実装があり、PlayStation 5 ハードウェア チームは引き続き最適化を行っています。

「これら 2 つのチャネル システムに対するソリューションに満足したら、5.1 および 7.1 システムの問題に移ります」と Cerny 氏は付け加えます。 「現時点では、5.1 および 7.1 チャンネル システムは、PS4 で現在得られているものに近いソリューションを取得しています。つまり、サウンド オブジェクトの位置によって、各スピーカーから音がどの程度出るかが決まります。5.1 および 7.1 であることに注意してください。チャネル サポートには独自の特別な問題が発生します。私の講演では、2 チャネル システムでは左耳で右スピーカーの音が聞こえる、またその逆であると述べました。6 チャネルまたは 8 チャネルではさらに複雑になります! また、開発者がTempest エンジンのパワーを使用して 6 または 8 チャンネルをサポートすることに興味がある場合、ゲーム コードはスピーカーのセットアップを認識しているため、オーダーメイドのサポートが非常に可能です。」

PlayStation 5 についてはまだわかっていないことがたくさんあります。Mark Cerny 氏はプレゼンテーションの中で、将来のある時点で分解が行われる予定であると述べ、そこで重要なコンポーネントであるサーマルアセンブリを初めて確認することになると述べました。 PlayStation 5 では、マシンの実際のフォームファクターを定義する役割を果たしており、それがもっと早くわかることを願っています。

そして、基本的なレベルでは、まだ疑問符がいくつか残っています。 Sony と AMD はいずれも、PlayStation 5 がカスタム RDNA 2 ベースのグラフィックス コアを使用していることを認めていますが、最近の DirectX 12 Ultimate の発表では、AMD が可変レート シェーディングなど、Sony にはない機能を確認しました。次に、仕様と実行の間には隔たりがあります。仕様に関してソニーが共有したものは非常に印象的ですが、プリンの証拠は常にテイスティングにあります。現在は時代遅れの開発キットで動作している Marvel’s Spider-Man のぐらつくカメラ映像を除けば、レンダリングされたピクセルは 1 つもありません。

そして、それが私がソニーに次に本当に見たいもの、PlayStation 5 の体験の一部です。 PS4 の発売に向けた準備段階のこの時点で、私たちはすでに Killzone Shadowfall が実行されているのを確認していました。そして、それは素晴らしく見えました (真実は、今でもそうです)。そして、確かに、いくつかのゲームコードは歓迎されますが、実際には、周囲の環境が経験も同様に重要です。システムの起動速度はどれくらいですか?ゲームのロードは本当に瞬時に行われるのでしょうか?シリーズXの印象的なクイック履歴書に相当しますか？ PS5でロック解除されたフレームレート（悪名高いSecond Sun、Killzone Shadowfall）を備えたPS4タイトルは、PS5で毎秒60フレームにロックされていますか？あなたがそれについて考えるほど、より多くの疑問が生じます – 私たちがPS5システムアーキテクチャに入ったのと同じくらい深く、これは本当に始まりに過ぎないことを思い出させます。

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