Seite 2: Microsoft Xbox One - Was kann Microsofts Next-Gen-Konsole?

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung
Gehäuse & Netzteil
Lautstärke und Stromverbrauch

2

AMD-Hardware
Grafik und RAM
Langsamer als PS4
720p statt 1080p?

3

Dashboard
Multimedia unfertig

4

Controller
Kinect 2.0

5

Fazit

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AMD-Hardware

Im Xbox-One-Chip stecken acht x86-Rechenkerne und eine DirectX-11-Radeon.

Während Microsoft für die Xbox 360 von IBM einen eigenen PowerPC-Prozessor entwickeln ließ, der nicht zu gängigen Desktop-Prozessoren mit x86-Architektur kompatibel war, steckt in der neuen Xbox One (wie in der ersten Xbox von 2001) wieder eng an gängige PC-Komponenten angelehnte Hardware. Prozessor und Grafikeinheit stammen von AMD und sind zusammen auf einem Chip untergebracht, wie das auch bei den AMD-APUs wie dem AMD A10 6800K der Fall ist. Dazu fertigt AMD den kombinierten CPU-Grafik-Chip der Xbox One erstmals im 28-Nanometer-Prozess, die aktuellen Desktop-Prozessoren des Herstellers entstehen noch im 34-nm-Verfahren.

Insgesamt rechnen in der Xbox One satte acht x86-Kerne, organisiert als zwei Quad-Core-Blöcke mit jeweils 2,0 MByte gemeinsamen Cache-Speicher. Allerdings sind die Rechenkerne deutlich schwächer als bei gängigen Desktop-CPUs. Zum einen arbeiten sie in der Xbox One maximal mit 1,75 GHz (und damit nur etwas mehr als halb so schnell wie die meisten Desktop-CPUs), zum anderen ist die unter dem Codenamen »Jaguar« bekannte Prozessorarchitektur eigentlich für schlanke Subnotebooks und Tablets gedacht und eher für einen möglichst stromsparenden Betrieb denn für möglichst hohe Rechenleistung pro Kern ausgelegt. Die Spieleentwickler werden sich in Zukunft also wesentlich mehr als bisher darauf konzentrieren müssen, ihre Engines so zu gestalten, dass diese möglichst alle vorhandenen Rechenkerne auslasten.

Die Xbox One besitzt insgesamt acht Jaguar-Rechenkerne, organisiert als zwei Quad-Core-Einheiten (eine hier im Bild zu sehen) mit jeweils 2,0 MByte gemeinsamen L2-Speicher.

Da auch Sonys Playstation 4 eine zumindest hinsichtlich des CPU-Teils praktisch identische AMD-APU mit ebenfalls acht x86-Kernen nutzt (unbestätigten Angaben zufolge allerdings nur mit 1,6 statt 1,75 GHz Takt), werden in Zukunft deutlich mehr Spiele als bislang von vier und mehr Kernen profitieren - auch für PC-Spieler eine erfreuliche Nachricht, da die meisten Titel mittlerweile auf allen Plattformen erscheinen und PC-Prozessoren (mit vier und mehr Kernen beziehungsweise Threads) momentan häufig nur mit halber Kraft arbeiten. Allerdings reserviert Microsoft unseren Informationen zufolge wohl ein bis zwei CPU-Kerne für das Betriebssystem der Xbox One, sodass Spiele nicht alle acht x86-Kerne gleichzeitig in Beschlag nehmen dürfen.

Grafik und RAM

Die Grafikeinheit der Xbox One nutzt die (bereits fast zwei Jahre alte) »GCN«-Architektur der Radeon-HD-7000-Serie und beherrscht daher wie die PC-Varianten DirectX 11. Der Grafikkern taktet mit 853 MHz, besitzt zwölf der für die GCN-Architektur typischen »Compute Units« und damit insgesamt 768 Shader-Einheiten (12x 64 Shader). Dazu kommen 16 »ROPs« (»Raster Operation Pipeline«), die für die letztendlich flüssig darstellbare Pixelanzahl beziehungsweise Auflösung maßgeblich sind. Als Speicher stehen zum einen die insgesamt 8,0 GByte DDR3-RAM der Xbox One zur Verfügung, auf die sowohl CPU- als auch GPU-Teil zugreifen können. Allerdings ist DDR3 als Grafikspeicher relativ langsam, weshalb mittlerweile praktisch alle PC-Grafikkarten das wesentlich schnellere GDDR5-RAM benutzen. Obwohl in der Xbox One hoch getaktetes DDR3-2.133-RAM steckt, ist die maximale Speicherbandbreite mit 68,3 GByte/s nach Grafikkartenmaßstäben vergleichsweise gering. Sony setzt bei der Playstation 4 mit ihren ebenfalls 8,0 GByte Arbeitsspeicher auf das schnellere (aber auch teurere) GDDR5-RAM und erreicht so maximal 176 GByte/s!

Die Grafikeinheit der Xbox One entspricht technisch in etwa einer 130 Euro teuren Radeon R7 260X (beziehungsweise HD 7790), besitzt aber nur 768 statt 896 Shader-Eineheiten, 16 statt 32 ROPs und rechnet nur mit 853 statt 1.100 MHz Chiptakt.

Um diesen Nachteil auszugleichen, stattet Microsoft die Xbox-One-APU zusätzlich mit 32 MByte direkt auf dem Chip untergebrachten eSRAM-Speicher aus, der laut Microsoft zwischen 140 und 150 GByte/s erreicht und damit in der Praxis etwa auf dem Niveau des GDDR5 der PS4 liegt. Der eSRAM dient der Grafikeinheit als flotter Speicher, den die Entwickler sehr flexibel nutzen können - meistens für die Grafikberechnung der aktuellen Szene, aber auch das Ablegen häufig gebrauchter Texturen ist möglich, wenn auch nicht sehr wahrscheinlich.

Langsamer als PS4

Zwar nutzen Xbox One und PS4 eine in weiten Teilen identische AMD-APU, die PS4 liegt bei der CPU-Leistung vermutlich aber etwas zurück, da sie wohl nur mit 1,6 statt 1,75 GHz (wie die Xbox One) taktet. Der weitaus größere Unterschied zwischen den beiden Konsolen findet sich aber bei der Grafikeinheit. Die Playstation 4 besitzt nämlich im Gegensatz zur Microsoft-Konsole 18 statt 12 Compute Units und damit 1.152 statt 768 Shader-Einheiten - zwar taktet die PS4 ihre Grafikeineheit nur mit 800 statt 853 MHz wie die Xbox One, trotzdem bleibt ein Vorteil von 50 Prozent bei der reinen Shader-Anzahl! Noch größer wird der Vorsprung der PS4 aber bei den ROPs: Mit 32 statt 16 verfügt die Sony-Konsole über doppelt so viele der Pixel-Pipelines, die eine große Rolle für die letztendlich flüssig darstellbare Auflösung spielen. AMD selbst etwa stattet alle Radeon-Grafikkarten, die zum Spielen in Full HD gedacht sind (ab etwa 100 Euro aufwärts), mit 32 ROPs aus. Angeblich reserviert Microsoft auch stets zehn Prozent der Grafikleistung für die Bewegungserkennung mittels Kinect und das Dashboard, wodurch die Spielen zur Verfügung stehende 3D-Leistung noch weiter eingeschränkt wird.

Trotz wesentlich geringerem Gehäusevolumen als bei der Xbox One steckt in der Playstation 4 die deutlich leistungsfähigere Grafikeinheit.

Ein weiterer Nachteil der Xbox One in Sachen letztendlicher Grafikleistung ist ihre geteilte Speicherarchitektur: Der 8,0 GByte fassende DDR3-2133-RAM ist für 3D-Berechnungen vergleichsweise lahm im Vergleich zum (ebenfalls 8,0 GByte großen) GDDR5-RAM der PS4. Der zusätzliche eSRAM-Speicher der Xbox One kann den Nachteil zwar teilweise wieder ausgleichen, allerdings benötigt er relativ viel Silizium-Fläche und macht den Xbox-One-Chip vergleichsweise groß. Mit 363 mm² ist der Xbox-One-Chip nämlich größer als das Pendant der Playstation 4 mit 348 mm² - obwohl die PS4 deutlich mehr Schaltkreise zur Grafikberechnung hat. Würde Microsoft die 3D-Einheit der Xbox One auf das Niveau der PS4 anheben, wäre der APU-Chip nochmals deutlich größer und daher auch erheblich teurer. Dazu macht es die geteilte Speicherarchitektur (DDR3 plus eSRAM) den Spieleentwicklern schwerer als bei der PS4, das Maximum aus der Hardware zu holen. Zum einen da 32 MByte für Grafikberechnungen in Full HD nicht allzu viel sind, zum anderen durch die nötigen Anpassungen der Grafik-Engine (wofür nutze ich den eSRAM, wofür das DDR3-RAM?).

720p statt 1080p?

Die Ursache für die Diskrepanz zwischen Xbox One und PS4 liegt vermutlich in den von Microsoft und Sony getroffenen Design-Entscheidungen zu Beginn der Entwicklung der Next-Gen-Konsolen. Während Microsoft konservativer auf das zum geplanten Launch-Zeitpunkt der Xbox One mit Sicherheit in ausreichender Menge und Kapazität verfügbare DDR3-RAM als Hauptspeicher setzte, wagte Sony den zu dem Zeitpunkt deutlich riskanteren Schritt zu einer Komplettausstattung der PS4 mit GDDR5. Die ersten Gerüchte zur PS4 sprachen denn auch von nur 4,0 statt 8,0 GByte Speicher, da lange Zeit nicht klar war, ob überhaupt genug GDDR5-Speicherchips in ausreichender Menge zur geplanten Markteinführung vorhanden sein würden. Die Ausstattung der PC-Grafikkarten mit immer mehr GDDR5-RAM in den vergangenen Jahren kam Sony dabei allerdings zu Hilfe und zahlt sich jetzt bei der PS4 aus, die mit ihrem einheitlichen, sehr schnellen Speicher gegenüber der Xbox One die Nase vorn hat. Zu braucht die PS4 dadurch keinen Onchip-Speicher und kann das Potenzial in eine deutlich leistungsfähigere Grafikeinheit investieren.

Das Resultat der Unterschiede in der 3D-Leistung zwischen Xbox One und PS4 zeigt sich bereits in den bislang veröffentlichten Spielen. Zwar muss derzeit niemand bei Multiplattformtiteln auf der Xbox One grafische Abstriche wie verringerte Shader-Effekte, niedrigere Texturauflösung oder schlechtere Beleuchtung in Kauf nehmen. Denn das würde zusätzlichen Anpassungsaufwand für die Xbox-One-Version bedeuten. Stattdessen schrauben die Entwickler (zumindest bei den grafisch aufwändigen, zum Launch erhältlichen Titeln) bei der Xbox-One-Version entweder die Bildwiederholrate von 60 auf 30 fps oder die Auflösung herunter. Zwar gibt die Xbox One stets (hochskaliertes) Full HD aus, nativ wird die Spielegrafik aber mit einer geringeren Auflösung berechnet, was sich in einem insgesamt pixeligeren, weniger scharfen und teilweise auch unruhigeren Bild auswirkt.

Call of Duty: Ghosts etwa wird auf der Xbox One nur mit 1280x720 Pixel Auflösung, auf der PS4 (zumindest der Multiplayer-Teil) dagegen in 1920x1080 (Full HD) berechnet. Battlefield 4 schafft dagegen auch die PS4 nicht in Full HD, zumindest aber in 1600x900 gegenüber wieder nur 1280x720 auf der Xbox One. Grafisch etwas weniger anspruchsvolle Spiele wie NBA 2k14 oder Exklusivtitel wie Forza Motorsport 5 stellt dagegen auch die Xbox One in Full HD und 60 fps dar.

Auch wenn die Spieleentwickler traditionell im Laufe einer Konsolengeneration nach und nach immer mehr Grafikqualität aus derselben Hardware kitzeln, wird sich dieser Auflösungsunterschied zwischen Xbox One und PS4 unserer Meinung nach auch in Zukunft fortsetzen. Nicht bei jedem Titel, aber zumindest bei den grafisch aufwändigen dürfte die PS4 aufgrund ihres doch erheblichen Vorsprungs bei der 3D-Leistung konstant etwas die Nase vorn haben.