PlayStation 5: especificações técnicas, comparativo com o Xbox e tudo que sabemos do novo console

A Sony revelou oficialmente as especificações de hardware do PlayStation 5 em uma apresentação pela internet nesta quarta-feira e confirmou detalhes sobre a GPU, a retrocompatibilidade, uso do SSD e áudio 3D do console.

Embora alguns detalhes técnicos já fossem conhecidos desde o ano passado, desta vez a Sony especificou os números de performance, o que torna finalmente viável uma comparação do PlayStation 5 com seu principal competidor, o Xbox Series X.

PlayStation 5 vs Xbox Series X

À primeira vista, o novo Xbox da Microsoft parece ter números superiores, principalmente naquela métrica que a empresa tem preferido usar para simplificar a performance para o povo: os teraflops. Neste quesito, o PlayStation 5 alcançará 10,28 TF, enquanto o Series X chegará a 12 TF. Mas em sua apresentação hoje, o engenheiro chefe do PlayStation 5, Mark Cerny, frisou que nem teraflops nem CUs (unidades computacionais) devem ser usados como métrica confiável de desempenho, uma vez que existem muitas outras variáveis que influenciam drasticamente a performance na prática.

No geral, o PlayStation 5 e o Xbox Series X são parecidos, mas vantagens e desvantagens podem ser observadas entre os dois hardwares. A GPU, por exemplo, funciona em frequência de 2,23 Ghz no PS5 contra 1,82 Ghz no Xbox Series X. A quantidade de RAM é a mesma entre os dois consoles (16 GB de GDDR6, contra 8 GB de GGDR5 dos consoles de 2013), mas a largura de banda da memória é mais rápida no console da Microsoft. Na outra direção, o PS5 se destaca em suas operações de entrada e saída por segundo, a estatística usada para medir o desempenho de seu SSD. Mas se o PS5 supera o XSX em velocidade do SSD, ele perde um pouco em capacidade de armazenamento, com 825 GB no PS5 contra 1 TB do console da Microsoft.

Também há uma diferença notável na solução de expansão externa dos SSD entre os dois fabricantes: no Xbox Series X os SSD externos serão unidades de 1 TB projetadas pela Microsoft e Seagate em um formato proprietário, enquanto no PS5 o formato será o padrão SSD M.2, desde que sejam modelos certificados pela Sony. As especificações técnicas dos SSD externos do PS5 terão que seguir um padrão estabelecido pela Sony, e os modelos compatíveis serão anunciados futuramente.

“Simplificando, a expansão do armazenamento é possível e você não precisará de uma unidade proprietária da Sony para obter o espaço que deseja. No entanto, a curto prazo, o conselho é simples: não compre nenhum disco NVMe sem que seja validado pela Sony se você planeja usá-lo no PlayStation 5”, resume Richard Leadbetter, do site Digital Foundry.

Na opinião de John Linneman, outro membro do site especializado em tecnologia, o elemento mais espetacular da ficha técnica do PS5 está precisamente na velocidade do seu SSD. “Estou realmente empolgado com o fato de o PS5 e o Xbox Series X serem duas máquinas diferentes, com suas próprias forças. Os dois consoles parecem diferir mais do que o PS4 e o Xbox One. Isso pode ser uma geração interessante”, acrescentou ele.

PlayStation 5
CPU: Zen 2 8 núcleos com clock de 3,5 GHz
GPU: RDNA 2 de 36 CUs a 2,23 GHz (10,28 teraflops)
RAM: 16 GB GDDR6 / 256 bits
Largura de banda da memória: 448 GB/s
Armazenamento interno: SSD de 825 GB (expansível com SSDs M.2 certificados pela Sony)
Operações de entrada e saída por segundo: 5,5 GB/s (direto), 8-9 GB/s (compactado)
Unidade óptica: Blu-ray UHD 4K

Xbox Series X
CPU: Zen 2 8 núcleos com clock de 3,8 GHz
GPU: RDNA 2 de 52 CUs a 1,82 GHz (12 teraflops)
RAM: 16 GB GDDR6 / 320 bits
Largura de banda da memória: 10 GB a 560 GB/s, 6 GB a 336 GB/s
Armazenamento interno: SSD de 1 TB (expansível com placas proprietárias de 1 TB)
Operações de entrada e saída por segundo: 2,4 GB/s (Direto), 4,8 GB/s (compactado)
Unidade óptica: Blu-ray UHD 4K

Tecnologia “boost”

Outra inovação que Cerny afirma que elevará a performance do PS5 é a técnica de frequências variáveis ​​conhecidas como “boost”. Um monitor interno analisará a demanda de energia da CPU e GPU do PS5 e ajustará as frequências (Ghz) desses chips observando os limites de uso de energia.

Teoricamente, isso significa que o PlayStation 5 poderá atingir frequências de GPU muito mais altas do que o esperado, com mais poder de computação capaz de ser extraído.

Mencionando jogos de alta demanda gráfica, desses que o console faz barulho para rodar, como God of War, Cerny explicou como funcionará a dinâmica de “boosts” no PS5. “Quando esse pior jogo chegar, ele será executado em uma velocidade de clock mais baixa. Mas não muito mais baixo. Para reduzir a energia em 10%, é preciso apenas uma redução de frequência de alguns por cento, por isso espero que qualquer downclock seja bem menor”, explicou ele.

“Considerando tudo, a mudança para uma abordagem de frequência variável mostrará ganhos significativos para os jogadores do PlayStation”.

Em resumo, a frequência será alterada de acordo com a demanda do jogo, mas sempre respeitando um limite de temperatura do hardware.

“Em vez de rodar em frequência constante e permitir que a energia varie com base na carga de trabalho, rodamos em potência essencialmente constante e permitimos que a frequência varie com base na carga de trabalho”, explicou o engenheiro.

“É uma ideia fascinante”, comentou o especialista do Digital Foundry, “e totalmente em desacordo com as decisões de design da Microsoft para o Xbox Series X – e o que isso provavelmente significa é que os desenvolvedores precisarão estar atentos aos possíveis picos de consumo de energia que podem afetar os clocks e diminuir o desempenho. No entanto, para a Sony, isso significa que o PlayStation 5 pode atingir frequências de GPU muito, muito mais altas do que esperávamos. Esses clocks também são significativamente mais altos do que qualquer coisa vista nas peças da AMD existentes no espaço do PC. Isso também significa que, por extensão, mais pode ser extraído em termos de desempenho das 36 unidades de computação RDNA 2 disponíveis”.

Mark Cerny reconheceu durante sua apresentação que o sistema de refrigeração do PlayStation até hoje nem sempre foi otimizado como deveria, o que dá esperança para dias melhores para o problema de ruído no PS5, mas este item será esmiuçado pelos engenheiros da Sony em outra ocasião.

Os famosos Teraflops

Sobre os teraflops, Cerny ofereceu uma explicação técnica e um exemplo de como essa medição pode não ser confiável ao ser traduzia em performance. Em um cenário hipotético, ele mencionou um núcleo gráfico de 36 CU rodando a 1 GHz e outro de 48 CU rodando a 750 MHz. Ambos oferecem 4,6TF de desempenho computacional, mas Cerny diz que a experiência de jogo não seria a mesma.

“O desempenho é notavelmente diferente, porque ‘teraflops’ é definido como a capacidade computacional do vetor ALU. Essa é apenas uma parte da GPU, existem muitas outras unidades – e essas outras unidades funcionam mais rapidamente quando a frequência da GPU é mais alta. Com uma frequência 33% mais alta, a rasterização é 33% mais rápida, o processamento do buffer de comando é muito mais rápido, os caches L1 e L2 têm uma largura de banda muito maior e assim por diante”, disse ele.

“A única desvantagem é que a memória do sistema está 33% mais distante em termos de ciclos, mas o grande número de benefícios mais do que contrabalança isso. Como diz um amigo meu, uma maré crescente levanta todos os barcos. Além disso, é mais fácil usar 36 CUs em paralelo do que usar 48 CUs – quando os triângulos são pequenos, é muito mais difícil preencher todas essas CUs ​​com um trabalho útil”.

O SSD fará a diferença?

Os itens que mais se destacaram na apresentação do arquiteto, ou os dois pontos que a Sony parece ter investido como diferenciais mais claros na próxima geração, são o SSD (mais rápido que o do console concorrente, como frisado) e o novo mecanismo de áudio do console batizado Tempest Engine.

A idéia por trás de um SSD de alto desempenho já foi explicada muitas vezes: ele permite que jogos (especialmente mundos abertos) sejam carregados mais rapidamente e usem a memória RAM para atividades mais essenciais. Para ilustrar melhor o uso do SSD, Cerny comentou que até hoje um jogo comum armazena os próximos 30 segundos de dados na memória RAM, que fica então bem ocupada com ativos gráficos e linhas de código nem sempre essenciais para aquele momento do jogo. Com o SSD, os 16 GB de RAM do PlayStation 5 poderão ficar livres para processar dados que exigem urgência de tempo real, aumentando assim sua eficiência para bem além do dobro em comparação com os atuais 8 GB do PlayStation 4.

De forma similar, o SSD aliviará a repetição de ativos gráficos no HD ou Blu-ray dos jogos, uma vez que o acesso a esses ativos é quase instantâneo no SSD e não fragmentado como no disco rígido. Na prática, isso pode reduzir o tamanho da instalação dos jogos.

Mais uma vez, foi confirmado que o PS5 poderá oferecer ray-tracing acelerado por hardware graças ao seu Intersection Engine, que, segundo Cerny, é baseado na mesma estratégia que as futuras GPUs para PC projetadas pela AMD.

Tempest Engine: centenas de fontes de áudio para cada formato de ouvido

O PS5 também irá evoluir significativamente no áudio, graças à inclusão de um chip dedicado chamado Tempest Engine.

Em sua apresentação, Cerny reconheceu que a Sony deu um passo atrás no PS4 em comparação ao PS3 no quesito áudio e agora pretende oferecer áudio 3D para todos os usuários do PS5. O desafio é permitir que jogadores possam usufruir de áudio 3D avançado em uma variedade de fones de ouvido, alto-falantes de TV ou sistemas de som surround com até sete alto-falantes.

No PlayStation 4, o áudio normalmente usa uma parte bem pequena do poder de processamento do chip Jaguar, menos do que os núcleos SPU (unidade de processador sinérgico) do processador Cell do Sony PlayStation 3. Houve uma melhoria significativa neste quesito para os usuários do headset de realidade virtual PSVR, que tem 50 fontes de som diferentes disponíveis. Com o Tempest Engine, o PS5 terá centenas ou até milhares dessas fontes de áudio, o que significa que o som parecerá vindo de centenas de direções distintas.

“Onde acabamos é em uma unidade com aproximadamente a mesma potência e largura de banda do SIMD dos oito núcleos Jaguar no PS4 juntos”, disse Cerny. “Se usarmos os mesmos algoritmos do PSVR, isso é suficiente para cerca de cinco mil fontes de som – mas é claro que queremos usar algoritmos mais complexos, e não precisamos de nada parecido com esse número de sons”.

Como exemplo, Cerny imaginou uma cena de chuva e explicou que nela o PS5 poderá gerar sons para cada gota individualmente, e não apenas uma fonte de “áudio de chuva”. Para simular essas centenas ou milhares de fontes de áudio até em fones de ouvido baratos, a Sony precisará entender os ouvidos, formato da orelha e até da cabeça dos jogadores, para então gerar uma tabela chamada Head-related Transfer Function – HRTF – para cada usuário.

A Sony modelou HRTFs para cerca de cem pessoas para ter uma ideia da variação e criar cinco predefinições para o lançamento. Uma ferramenta de configuração garantirá que o melhor seja selecionado para você. Obviamente, o usuário poderá configurar e definir sua própria HRTF, mas isso ainda está em desenvolvimento.

“Talvez você vá nos enviar uma foto do seu ouvido e usaremos uma rede neural para escolher a HRTF mais próxima de nossa biblioteca”, sugere Mark Cerny. “Talvez você nos envie um vídeo de seus ouvidos e sua cabeça, e nós criaremos um modelo 3D deles e sintetizaremos a HRTF. Talvez você jogue um jogo de áudio para ajustar sua HRTF, iremos sutilmente alterá-lo à medida que você joga e conhecer o HRTF que oferece a maior pontuação, o que significa que ele combina com você. Esta é uma jornada que todos faremos juntos nos próximos anos para permitir que todos experimentem o próximo nível de realismo”.

A retrocompatibilidade

O PlayStation 5 será compatível com a maioria dos principais jogos de PS4 quando o console for lançado este ano.

“A compatibilidade com versões anteriores foi tratada com maestria pela AMD”, disse Cerny durante a apresentação desta quarta-feira. “Eles a trataram como uma necessidade essencial em todo o processo de design”.

Cerny acrescentou mais tarde: “A execução de títulos PS4 e PS4 em frequências aumentadas também aumentou a complexidade. Desta vez, o aumento é realmente enorme e alguns códigos do jogo simplesmente não conseguem lidar com isso. O teste deve ser realizado título a título”.

“Os resultados são excelentes. Recentemente, demos uma olhada nos 100 melhores títulos do PlayStation 4, classificados por tempo de reprodução, e esperamos que quase todos sejam jogáveis ​​no lançamento no PlayStation 5”.

O PlayStation 5 e o Xbox Series X têm lançamento planejado para o final de 2020.