本文是對 Xbox Series X 到目前為止所有官方已確認的信息整理與介紹,方便讀者在發售前能夠全方位了解這台次世代主機。未來我們還將會隨著官方信息持續更新這篇文章。
【3.23】匯總 Xbox Series X 之前所有內容。
基本外觀和信息
命名方式
微軟的次世代主機就名為 Xbox,Xbox 即次世代。而 Series X (X 系列)是 Xbox 的一種型號,也是目前公布的唯一次世代 Xbox 主機。加上世代名稱就名為 Xbox Series X。從官方 Logo 圖的結構中我們就可以看出這種命名方式。
硬體外觀
Xbox Series X 為一個長寬高比為 1:1:2 的立式長方體(151mm*151mm*301mm)。
背部下方和主機底部留有進風口,頂部為出風口。底部有一個圓柱形腳墊,為底部進風口留出空隙。
接口按鍵排布(從上到下,從左到右)
正面
- 電源鍵
- 開倉鍵
- 外設信號同步鍵
- USB3.2 Type-A 接口
背面
- 定製固態硬碟擴展槽
- HDMI-OUT 接口
- USB3.2 Type-A 接口*2
- RJ45 網線接口
- 電源接口
- 肯辛頓鎖(Kensington)
內部硬體
創新雙層主板設計,第一層包含 SoC(包含 CPU、GPU 等)、16GB 混合 GDDR6 內存、HDMI 接口、固態硬碟以及其他部件和接口。
第二層主要負責 I/O 通信處理,包括定製的硬體解壓晶片和部分接口等。
上圖從左到右依次為:4K UHD 藍光光碟機、內置電源、I/O 通信主板、定製金屬框架、處理器主板、主板外殼、真空腔均熱板、散熱風扇。
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硬體性能參數與解析
CPU
- 定製 8 核 Zen 2 架構 CPU,頻率 3.8GHz(不開超線程)/3.6GHz(開啟超線程)
GPU
- 定製 RDNA 2 架構 GPU,擁有 52 個計算單元,頻率 1.825GHz,浮點性能 12.155 TFLOPS
主晶片面積
- 360.45 mm²
製程工藝
- 台積電 7nm Enhanced
內存
- 16GB GDDR6,位寬 320bit
內存帶寬
- 10GB 為 560 GB/s(全部給遊戲使用), 6GB 為 336 GB/s(其中 2.5GB 為系統保留,其餘給遊戲使用)
內置空間
- 1TB 定製 NVMe SSD
I/O 數據吞吐量
- 2.4 GB/s(原生), 4.8 GB/s(壓縮速率)
可拓展空間
- 專用 1TB 擴展卡(性能與內置 SSD 相同)
外部存儲器
- 支持 USB 3.2,可接外部硬碟
光碟機
- 4K UHD 藍光光碟機
性能目標
- 4K @ 60 FPS,最大 120 FPS
內置電源
- 300W 額定功率
Zen 2 架構 CPU(下圖藍色部分)
Zen 2 架構 CPU 已經在 PC 平台上所向披靡,優秀的表現有目共睹。Xbox Series X 的 Zen 2 CPU 由兩個四核心模塊組成,有開啟超線程和不開啟超線程模式,交給開發者來選擇。開啟超線程後 CPU 以 8 核 16 線程運行,頻率為 3.6GHz;不開啟則以 8 核 8 線程運行,頻率提高至 3.8GHz。頻率為完全鎖頻,不會因為各種情況而變動。
理論上,開啟超線程後 CPU 能夠發揮最大實力,有關閉模式的一部分原因是為了向下兼容以及保證世代過渡時,開發者對跨世代的遊戲開發能夠更加順利地進行(本世代 Xbox One 系列主機 CPU 為 8 核 8 線程)。
RDNA 2 架構 GPU(上圖綠色部分)
Xbox Series X 的 GPU 擁有 3328 個著色器,對應 52 個計算單元,頻率為 1825MHz(1.825GHz)。和 CPU 一樣,頻率為完全鎖死,不會變動。
RDNA 2 架構帶來相比 RDNA 一代 50% 的每瓦性能提升,同時支持最新的 DirectX12 Ultimate 圖形接口標準,包括硬體加速光線追蹤、可變速率著色、取樣反饋、網格著色等次世代圖形技術。
DirectX12 Ultimate 圖形接口標準
抹去主機和 PC 平台之間的圖形接口差異,降低跨平台遊戲開發難度和工作量,並為 Xbox Series X 和支持該標準的顯卡帶來次世代圖形技術支持。此外該標準不會對現有的硬體設備造成兼容性方面的影響。
硬體加速 DXR 光線追蹤(Hardware Accelerated DirectX Raytracing)
該技術為光線、陰影、反射,以及更真實的立體空間音效提供助益。光線追蹤讓開發者創造出更多符合物理世界的遊戲畫面。該技術基於 Xbox Series X 內部獨特定製的 GPU,由 DirectX Raytracing(DXR)接口原班人馬開發,也與 DXR 接口深度融合。開發者可以為遊戲帶來聲光兩方面的沉浸體驗。
Xbox Series X 在開啟光線追蹤功能時單獨消耗另外一套專用 13+TF 圖形性能資源。加上 GPU 原本的 12TF,可以說在光線追蹤下,Xbox Series X 能提供等效 25+TF 的圖形性能。
可變速率著色(Variable Rate Shading,簡稱 VRS)
通過對螢幕畫面劃分重要性而進行分級渲染,在玩家無法察覺到畫面質量變化的同時,提高 GPU 效率,降低開發者工作量。
網格著色(Mesh Shading)
網格著色技術提高了幾何處理的可編程性,並支持智能剔除等功能,大大提升了渲染效率,予力開發者在運算大量複雜物體的場景中,極大程度地提高幀數和畫面質量。舉個例子,網格著色技術讓玩家能在不掉幀的情況下,體驗非常精細的小行星帶或者花海這種複雜物體的場景。
DirectML 機器學習
DirectX 圖形接口的一個組件。Xbox Series X 支持遊戲通過 DirectML 使用機器學習技術。通過主機高達 24TFLOPS 的半精度浮點性能(12T 為單精度浮點性能)以及超過 97 TOPS 的 4 位整數性能為機器學習提供動力。
具體在遊戲里表現為大規模場景下的提升,比如 NPC 更加聰明,更加鮮活生動的人物動作,以及極大的畫面質量提升。
Xbox 高速架構(Xbox Velocity Architecture)
Xbox 高速架構旨在解鎖主機的全新能力。它是 Xbox 硬體工程團隊眼中 Xbox Series X 真正的革命性所在,讓整個主機軟硬體系統效率得到大幅提升。它包括四個組件:定製 NVMe 固態硬碟、專門的硬體解壓模塊、直通存儲 API、以及取樣反饋串流。
定製 NVMe 固態硬碟(Custom NVMe SSD)
Xbox Series X 的定製固態硬碟速度為 2.4GB/s,外面有額外的散熱板包裹保證性能穩定性。由於「Xbox 高速架構」的設計,使其不像傳統 PC 硬碟的工作方式,而是扮演一種類似內存的角色。數據與 CPU 和 GPU 直通,讓開發者能迅速定位遊戲文件。額外售賣的擴展 SSD 也具有相同效果和性能。
硬體解壓(Hardware Decompression)
硬體解壓是「Xbox 高速架構」的一部分,讓遊戲消除傳統 CPU 與實時解壓有關的性能負載,轉而儘可能少地使用固態硬碟的資源。該技術節約了約三顆 Zen 2 架構 CPU 核心的性能 ,讓遊戲擁有更好的幀數和遊戲體驗。
直通存儲(DirectStorage)
直通存儲是全新的 I/O(Input/Output,輸入輸出)接口,專為遊戲打造,是「Xbox 高速架構」的一部分。該系統能完全釋放固態硬碟和硬體解壓的性能。如今的遊戲會在玩家操作角色移動時實時加載遊戲內容,直通存儲能減少 CPU 的負荷,讓原本需要兩個 CPU 核心的資源如今僅通過一個核心的十分之一性能即可完成任務。由此釋放出可觀的 CPU 性能,讓它去計算更好的物理效果和更多的 NPC 數量。
未來微軟計劃將該技術帶到 Windows 平台。
取樣反饋串流(Sampler Feedback Streaming,簡稱 SFS)
它是「Xbox 高速架構」中的一個組件,也是 RDNA 2 架構中的一個特性。SFS 使得 Xbox Series X 能讓遊戲僅僅往內存里精確載入 GPU 運算場景時實際所需要的那部分文件。該技術極大提升了內存的利用率,避免無端浪費現象,為內存和固態硬碟的效率帶來了兩倍、三倍,甚至更多程度的提升。
平行冷卻系統(Parallel Cooling Architecture)
平行冷卻系統是為了配合採用了獨特的垂直設計的 Xbox Series X 而開發的創新冷卻系統,包含一塊巨型的真空腔均熱板(液冷,非水冷)、一個定製的 13cm 巨型散熱風扇、以及主機內部的框架設計。為其帶來四倍於 Xbox One X 處理性能的同時,提供最安靜最高效的散熱方式。
為雲遊戲設計
微軟 Project xCloud 雲遊戲服務背後的伺服器原本是基於 Xbox One S 主機進行改造設計的,如今微軟與 AMD 合作開發了 EEC 內存錯誤糾正技術,將伺服器替換成 Xbox Series X 的型號。如今一台 Series X 雲伺服器能提供原本四台 Xbox One S 伺服器的能力。
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其他軟硬體創新技術
原音計劃(Project Acoustics)
微軟研究院超過十年的研究項目最終的孵化結果。原音計劃如今已部署到了很多 3A 遊戲中,為混合現實(Mixed Reality)和遊戲提供精準的聲音物理傳播模型。該技術支持 Unity 和虛幻引擎。音效設計師通過 Xbox Series X 全新定製音頻組件即可輕鬆使用,可節省 CPU 性能資源。
立體音頻(Spatial Audio)
通過對杜比全景聲、DTS:X 以及 Windows Sonic 技術的全面支持,Xbox Series X 將帶來沉浸的聲音效果。內部定製音頻加速硬體解放了 CPU 負載,提升了易用性、遊戲的質量和幀數。
GPU 創新工作流(GPU Work Creation)
Xbox Series X 為 GPU 創新工作流添加了硬體、固件和著色編譯支持,為其提供強大的兼容性,讓其在沒有 CPU 輔助的情況下也能應對新的工作任務。該功能讓開發者在提供自己想要表現的畫面同時,更加容易地獲得流暢的遊戲幀數。
智能傳遞(Intelligent Delivery)
減少遊戲安裝包大小的技術。智能傳遞讓開發者在遊戲下載安裝時只給下載玩家需要的那一部分,將遊戲體積最小化。
動態延遲輸入(Dynamic Latency Input,簡稱 DLI)
從 Xbox 手柄出發,利用高帶寬專有無線通信協議來優化玩家與主機之間通過手柄操作時出現的延遲。DLI 精確地保持手柄與遊戲之間同步。最新的輸入信號會在遊戲有需求之前就到達主機,這樣就能顯著降低來自手柄的延遲。更重要的是,這個方案並沒有犧牲電池續航能力。
通過 DLI 這項全新的技術,開發人員可以更準確地將玩家的輸入與遊戲的模擬及渲染循環同步,達到更精確而迅速地響應。
可變刷新率(Variable Refresh Rate,簡稱 VRR)
HDMI 2.1 標準帶來的顯示同步技術,通過將顯示設備的刷新率和 Xbox Series X 的遊戲幀數進行實時同步,消除畫面撕裂,增加流暢度並減少延遲。微軟與主流 TV 廠商合作開發了這一功能,確保顯示設備產業已為 Xbox Series X 做好準備。
存儲擴展卡(Storage Expansion Card)
與存儲廠商希捷合作研發的定製存儲解決方案。這種存儲卡提供和內部固態硬碟相同的速度和功能。Xbox Series X 遊戲只能通過內部和這個專用存儲擴展 SSD 運行,向下兼容的老遊戲仍然可以通過 USB 3.2 接口外接硬碟進行遊戲,但無法享受到「Xbox 高速架構」的效果和速度。
目前微軟只宣布了 1TB 的擴展卡,但有望推出 2TB、4TB 等容量規格的型號。
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特色功能
全面兼容性(Backward Compability)
兼容性體現在軟硬體兩個方面。一方面是四個世代的遊戲兼容性,微軟表示 Xbox One 可以運行的遊戲,包括已經兼容的 Xbox360 以及 Xbox 遊戲,將全部可以在 Xbox Series X 上運行,XGP 同樣可以在新主機上使用,玩家的進度也能夠繼承到次世代。且所有這些遊戲幀數會更穩定,解析度會更高,畫面會更棒,運行起來會更快。
另一方面,玩家的 Xbox One 相關配件也全部能夠繼續在 Xbox Series X 上使用。
HDR 重構技術
Xbox Series X 可通過 HDR 重構技術,讓所有不支持 HDR 的新老遊戲,包括 Xbox360 和初代 Xbox 遊戲,獲得可信的 HDR 效果,無需開發者做額外工作,而且對 CPU、GPU 和內存都沒有額外資源消耗。
理論上該技術支持所有 Xbox Series X 可遊玩的遊戲,意味著未來的新遊戲無需讓開發者專門做 HDR 適配也可獲得 HDR 效果。另外,它還可以讓開發者輕鬆開發出顏色濾鏡這種為色盲人群準備的輔助功能。
強制原生解析度
該技術是 Xbox Series X 向下兼容技術的一部分。當初 Xbox One X 讓部分 Xbox360 遊戲得到強化解析度和圖像質量的技術「赫奇方法」(Heutchy Method)是其中的一種實現技術。即便原遊戲的設計解析度不是 4K,能讓部分 Xbox One 遊戲強制以原生 4K 方式渲染。
快速恢復(Quick Resume)
由「Xbox 高速架構」提供支持,讓玩家能在多個遊戲之間來回切換,迅速從剛剛切換的地方繼續遊戲。該功能不限各個世代遊戲,所有遊戲皆可實現切換。此外,即便主機斷電也不影響快速恢復的有效性。
不過,根據遊戲的不同,快速恢復支持的遊戲數量也不同。對於次世代 Xbox Series X 遊戲來說,該功能支持三到四個遊戲,對於 Xbox One 以及更早之前的遊戲來說,能夠使用快速恢復的遊戲數量會更多一些。
智能分配(Smart Delivery)
該功能此前玩家已經有所了解。玩家購買或通過 XGP 獲取支持該功能的遊戲時,會獲得本世代和次世代兩個版本,無需額外付費。玩家通過哪種硬體玩,就下載對應硬體的遊戲版本。微軟第一方工作室今後將全部支持該技術,同時所有 Xbox 第三方開發者也可自行選擇是否使用。
自動低延遲模式(Auto Low Latency Mode,簡稱 ALLM)
對於支持低延遲模式的顯示設備,ALLM 允許 Xbox Series X 自動調整為低延遲模式。該功能已在本世代的 Xbox One 家族上實現。
Xbox 無線協議(Xbox Wireless Protocol)
Xbox 手柄和專用外設與 Xbox 主機之間的通信協議,用以降低延遲。與此同時,也為如今支持該協議的 Xbox One 外設提供兼容性。
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全新次世代 Xbox 手柄
新主機的到來自然也要配新的手柄。本次次世代 Xbox 手柄在此前廣受好評的 Xbox One 手柄基礎上進行了舒適度微調和細節改動,同時增加了一些手柄的實用功能。
- 整體外形微調,更大範圍的手部尺寸適配,尤其能讓小手適應
- 基於精英手柄而改良來的新方向鍵,手感更好,更方便玩家以各種方式體驗遊戲
- 在肩鍵 LB-RB、扳機鍵 LT-RT 上新增多個觸點,保證更牢靠抓握
- 改進方向鍵、LB-RB、LT-RT 材質,不管玩家手是濕的還是乾的,都能保持平滑一致的觸感
- 除了 Xbox Series X,新手柄對 Xbox One、PC 、Android 和 iOS 的適配兼容性也同樣出色
- 藍牙低功耗技術(Bluetooth Low Energy),USB Type-C 接口,保留兩個五號電池的供電設計
- 可記憶多個設備,讓設備切換更加無縫
- 動態延遲輸入(Dynamic Latency Input),讓信息更頻繁地從手柄發送,並與螢幕上進行精確匹配
- 兼容 Xbox One 的相關手柄配件
- 新增分享按鍵,可捕捉精彩瞬間並分享給他人
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實機遊戲表現
《戰爭機器5》
目前,《戰爭機器5》在 Xbox Series X 上是一個只花了兩個星期移植的非常粗糙的版本,沒有用到多少次世代 Xbox 的新技術,也沒進行多少優化。不過仍舊給遊戲帶來了巨大的畫面、幀數和載入速度提升,效果與 PC 平台的 AMD 線程撕裂者 2990X+RTX2080 效果相當。
遊戲中的過場幀數全部從 30 幀飛躍至 60 幀。目前多人模式處於 100 幀的水平下,The Coalition 表示他們希望最終能達到 4K 120 幀的水平。
《我的世界》
《我的世界》目前重點展示光線追蹤效果,效果非常出色。
《戰爭機器 終極版》
《戰爭機器 終極版》重點展示兼容遊戲解析度強制 4K 輸出的效果。本作為 1080P 提升至原生 4K 解析度。