News SoC-Dies von Xbox One und PlayStation 4 im Vergleich

[etking]

Da sollte Microsoft aber einige Verantwortliche feuern, wenn der Chip bei deutlich weniger Leistung auch noch teurer ist.

UPDATE: Allerdings hat der Herstellungspreis nichts mit dem Verkaufspreis zu tun, da kommt es rein auf das Verhandlungsgeschick an und es kann genauso gut sein dass Sony mehr zahlt denn die echten Preise sind geheim.

 

[Willnochreisen]

@ Leute die WIRKLICH Ahnung haben:

Wie kann es sein das 32MB bei 28nm Fertigung so viel Platz einnehmen? Oder sind das die 8GB RAM? Weil das können doch in 100 Jahren keine 32MB sein. Das wäre ja Anno 1998 Strukturbreite?!?

Ja ESRAM ist kein normaler RAM, aber es kann doch nicht sein das dann für 5 mal mehr Durchsatz 500 mal mehr Fläche benötigt wird?!? Auf die Fläche kann man heute mehrere GB RAM packen?!? Und wieso sollte ES RAM jetzt 500 mal komplexer im Aufbau sein?

 

[Effe]

Die TDP der APUs würde mich interessieren. Ich habe irgendwo was von 140W gelesen bei der PS4, bin mir aber nicht sicher.
Der Kühler der XBoxOne ist auch nicht so groß gewesen. So ein SoC mit fetter GPU als mATX Board für den Heim-Mini PCwäre schon nicht übel.
Mal schauen ob DDR4 so etwas mitbringt.

 

[jayzhawk]

Hi,

also eine SRAM Zelle ist deutlich größer als eine DRAM Zelle (jeweils natürlich 1 Bit).
1 Bit SRAM benötigt 6 Transistoren, 1 Bit DRAM benötigt einen Kondensator und einen Transistor.
Der Kondensator befindet sich dabei unter oder über dem Transistor, beim SRAM liegen die Transistoren nebeneinander.

eDRAM ist aber teurer als SRAM, da ja der Kondensator gebastelt werden muß und das ist in Kombination mit einem Logikdesign auf einem Die nicht einfach hinsichtlich Integration der Fertigungsprozesse (Stichwort Ausbeute, Yield, salopp gesagt ist der eDRAM Prozess teurer).

VG.

 

[Willnochreisen]

das erklärt aber nicht die dutzendfach höhere fläche?!?

 

[jayzhawk]

Naja, so unverhältnismäßig groß sieht das nicht aus. Verglichen mit den Die-Shots vom i7-3770 oder AMD FX 8150 sieht das doch sehr ähnlich aus. Außerdem denke ich, daß es nich sowas wie Redundanz gibt, d.h. die haben sicherlich noch 1...4 MiByte extra drauf (ähnlich wie die Extra Compute Units).

Hier das Beispiel Bulldozer.
Schön zu erkennen die insgesamt 16 MiByte Cache, alles SRAM.

Der Speicher nimmt ähnlich viel Platz weg, vielleicht sogar mehr als die 4 Bulldozer-Module.
https://www.computerbase.de/news/prozessoren/acht-kern-bulldozer-mit-16-mb-gesamt-cache.28804/

Bulldozer ist 32nm, verkleinert man den auf 28nm kommt das hin. Ich denke das paßt schon.
Außerdem meine ich mich zu erinnern, gelesen zu haben, dass 2 Jaguar-Kerne etwas kleiner sind als ein Bulldozer-Modul.

 

[Kartenlehrling]

In 8 Jahren kommt dann Sony`s PS5 mit gestappelten RAM .

 

[jds-rof]

Wie kann es sein das 32MB bei 28nm Fertigung so viel Platz einnehmen?

Eine DRAM-Zelle besteht aus einem Transistor und einer Speicherkapazität. Die Fläche des Kondensators wird möglichst groß gemacht und einzelne Teile über dem Transistor gestapelt.
Eine SRAM-Zelle besteht aus 6 Transistoren, die laut ITRS (Quelle: http://www.itrs.net/Links/2007ITRS/2007_Chapters/2007_ERD.pdf, Seite 11) etwa 20mal mehr Fläche verbraucht.
Ich denke einfach mal, dass auf dem Die kein Platz mehr für mehr Speicher war. Man erkennt ja auch in der Entwicklung der Prozessoren, dass Anfangs relativ wenig Speicher als Cache direkt auf dem Chip untergrebracht war. Erst als die Strukturen immer kleiner wurden konnte man es sich auch leisten mehr Cache zu verbauen.

 

[jds-rof]

Zumindest stehe ich mit meiner Aussage nicht ganz alleine da. http://www.anandtech.com/show/7546/chipworks-confirms-xbox-one-soc-has-14-cus

Aber dort steht doch:

Thermal and yield limits likely kept Microsoft from doing both - enabling all CUs and running them at a higher frequency. Chances are that over time Microsoft will phase out the extra CUs [...]

Das würde doch bedeuten, dass Microsoft sich gegen 2 extra CUs entschieden hat und wird eventuell die zusätzlichen in späteren Revisionen entfernen um Fläche zu sparen. Das klingt doch sinnvoll.

Nachtrag:
Mein Beitrag wurde nicht freigeschaltet, da ich ein Link zu einem PDF vom ITRS eingefügt hatte.
Nochmal zur Ergänzung zum Flächenbedarf von SRAM: Laut ITRS benötigt der SRAM etwa 20mal mehr fläche als DRAM (https://de.wikipedia.org/wiki/Static_random-access_memory, Quelle 1, Seite 11). Warum das so ist wurde ja oben schon erklärt.

 

[MichaG]

Ürgs, du hast Recht! Hab in der Eile was anderes als "phase out" gelesen. Ich mach dann mal lieber Feierabend.

 

[Simon]

32 MB SRAM sind ja alleine schon > 1,6 Mrd. Transistoren. Von 5 Mrd. Transistoren insgesamt also schonmal rund ein Drittel.

Reichlich viel für einen z.Z. fragwürdigen Nutzen. Die gegenüber GDDR5 vermutlich deutlich kürzeren Latenzen helfen nicht viel, wenn das Ding ständig voll ist und permanent auf den vergleichsweise "lahmen" DDR3 ausgewichen werden muss.

Das hat Sony da m.E. etwas einfacher gelöst.

Was richtig nervig ist, dass beide Konsolen im Leerlauf schon 60-80 Watt fressen - für nix. Da hätte man sich beim Power Management schon ein wenig mehr Mühe geben können.

 

[jayzhawk]

@jds-rof
Die ITRS Quelle ist wirklich gut! Ein wirklich schöner Vergleich der verschiedenen Speichertypen - insbesondere Read Times/Write/Erase Times und Write Energy. Danke!

 

[Eliteübermensch]

das erklärt aber nicht die dutzendfach höhere fläche?!?

Der DDR5-RAM ist natürlich nicht auf dem CPU-DIE, sondern irgendwo auf der Platine und per BUS-System mit der CPU verbunden. Ganz so wie bei einem PC.

 

[pipip]

Gibt es eigentlich Informationen für was der kleine schätzungsweise 3MB große SRAM Block zwischen den CPU Kernen zusständig ist?

Gute Frage, bei der WiiU gibt es auch noch ein SRAM und eDRAM über dem 32 MB eDRAM.

https://www.computerbase.de/news/gaming/microsoft-gibt-technische-daten-zur-xbox-one-an.41815/
MS spricht von 47 MB of storage on Chip. Das heißt 47 - 4 MB (CPU) - 32MB (ESRAM) = 11 MB

Somit 11 MB sind auf dem Chip noch übrig. Eventuell ist der Cache für Kinect ?

Was ich interessant finde, der 32MB ESRAM der XONE besteht aus zwei mal 16 MB. Oder glaubt wer, dass die zwei eSRAM größer als 16 MB sind ?

In Relation schaut nämlich der 32MB eDRAM so klein aus, anderseits ein eSRAM fällt im Vergleich aufgrund seiner Beschaffenheit auch größer aus.
http://en.wikipedia.org/wiki/EDRAM

eDRAM requires additional fab process steps compared with embedded SRAM, which raises cost, but the 3× area savings of eDRAM memory offsets the process cost when a significant amount of memory is used in the design.

(sry, ich sehe gerade dass jemand den Vergelich eDRAM und eSRAM schon gemacht hat ^^)

 

[Eliteübermensch]

Zitat entfernt.

lol nein.
CPU-Cache natürlich.

 

[Simon]

@pipip

Wenn die beiden Blöcke rechts jeweils 16 MB groß sind, kann der kleine linke Block unmöglich 11 MB groß sein.

Sind in den 47 MB vielleicht auch die Caches der GPU enthalten? GCN hat pro CU ja schon alleine 340 kB Cache zzgl. dem gemeinsamen L2-Cache.

 

[pipip]

Simon
Hab gar nirgendwo geschrieben, dass der kleine Block 11 MB sein soll xD ich hab nur mal vorgerechnet was übrig bliebt. Eher bin ich am Überlegen ob die zwei Blöcke größer sind als 16 MB, oder dass da noch einiges nicht als ESRAM oder ähnliches erkannt wurden.
Die Summe der CU wäre eine Möglichkeit, aber bei 12 Einheiten wären das ca 4080kb, also ca 4 MB, würden immer noch 6MB übrig bleiben. (4760 kb falls man 14 CUs rechnet)

Eliteübermensch
Woher weißt du das genau, dass man den als zum Beispiel l3 Cache nützt ? Bei der PS4 ist da zum mindestens gar nichts zu sehen. Anderseits könnte man wie ich schon spekuliert habe bei der XOne mehr auf CPU Performance setzen als das Sony Design dass mehr auf gpgpu Power getrimmt wurde.
Ich bin nur auf einen Cache für Kinect gekommen, weil die Kamera ja schnell Daten an die CPU ect schicken muss.
Aber da beide System Memory Controller oben befinden, wird es wohl tatsächlich ein L3 Cache sein


Ich frag jetzt mal was direkt.
Hat GDDR5 Nachteile für die CPU (bsp Latenzen) ? oder macht es keinen Unterschied zu DDR3 ? Denn momentan sehe ich die Erklärung für MS DDR3 einzusetzen daran, dass man mehr CPU Performance rausholen möchte und etwas konservativer ist als Sony die die gpgpu Performance deren GPU noch mal aufgemotzt hat. Weiteres glaube ich, dass MS für einen 32 MB eSRAM entschieden hat, da man damals bei der XBOX 360 bereits 10 MB genützt hat, welche dann für Full HD zu wenig waren, trotzdem hatten die eigenen Entwickler-Teams bereits damit Erfahrung und dürfte wohl für MS ausschlaggebend gewesen sein.

 

[Pr0krastinat0r]

Interessanterweise schimpfen die ersten Entwickler schon über den ESRAM, u.a. weil er zu klein ist und die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen ESRAM und DDR3 RAM zu groß sind. Ist natürlich blöd, wenn der eine Speicher immer auf den anderen warten muss

Der ESRAM erinnert mich sehr an den Konsolenkrieg zwischen Sega und Sony: Sony hatte mit der PlayStation die leistungsfähigere Konsole, Sega hatte mit seiner Saturn das Nachsehen. Also hat man noch einen weiteren Prozessor eingebaut um die Leistung theoretisch zu erhöhren. In Zeiten wo das Programmieren für mehrere Prozessoren praktisch unbekannt war Entwickler konnten mit dem Prozessor kaum etwas anfangen und haben ihn daher ignoriert. Die Leistung lag also brach und Sega war der Verlierer. Spiele für mehrere Konsolen sahen auf der Saturn fast immer schlechter aus, die Konsole war teurer herzustellen und Entwickler haben sie gemieden.

Nun wird die Xbox One wegen dem ESRAM sicher nicht das gleiche Schicksal erleiden wie die Sega Saturn. Microsoft hat genug Geld um Entwickler zu "überreden" trotzdem exklusiv für die Xbox One zu entwickeln Der Cell Prozessor der PS3 soll auch ein Albtraum für Programmierer gewesen sein und trotzdem hat man optisch brilliante Spiele mit flüssigen Wiederholraten aus der Konsole gezaubert (God of War 3 und Ascension, The Last of Us, Uncharted, usw.).

 

[nanoworks]

Ich frag jetzt mal was direkt.
Hat GDDR5 Nachteile für die CPU (bsp Latenzen) ? oder macht es keinen Unterschied zu DDR3 ?

Nein, die Latenzen von GDDR5 und DDR3 sind praktisch ziemlich identisch (der GDDR5 gleicht die Timings durch den höheren Takt aus).

In der Tat ist es aber so, dass die CPU geringe Latenzen benötigt und ihr die Bandbreite ziemlich egal ist, während für die GPU das genaue Gegenteil der Fall ist. Diese Vorlieben werden von den jeweils unterschiedlichen Speicher-Controllern bedient. Der Speicher-Controller der CPU ist auf minimale Latenz getrimmt, der Speicher-Controller der GPU hingegen auf Burst Access und somit maximale Bandbreite.

Die APUs von AMD besitzen idealerweise eine Speichercontroller bestehend aus zwei Blöcken, der beide Prozessortypen gleichzeitig "artgerecht" bedienen kann. In dieser Hinsicht ist der GDDR5 aufgrund der deutlich höheren Bandbreite ein reiner Vorteil für die PS4.

 

[foofoobar]

@ Leute die WIRKLICH Ahnung haben:

Wie kann es sein das 32MB bei 28nm Fertigung so viel Platz einnehmen? Oder sind das die 8GB RAM? Weil das können doch in 100 Jahren keine 32MB sein. Das wäre ja Anno 1998 Strukturbreite?!?

Ja ESRAM ist kein normaler RAM, aber es kann doch nicht sein das dann für 5 mal mehr Durchsatz 500 mal mehr Fläche benötigt wird?!? Auf die Fläche kann man heute mehrere GB RAM packen?!? Und wieso sollte ES RAM jetzt 500 mal komplexer im Aufbau sein?

Bitte den Unterschied zwischen DRAM und SRAM googlen, danke.