PlayStation 4 Pro: Технический анализ работы 4k игр от Digital Foundry

Осталось всего несколько дней до запуска PlayStation 4 Pro в продажу, но пока что сохраняется довольно спокойная обстановка в СМИ. Вот, что точно можно сказать: все те, кто не присутствовал лично на сентябрьской PlayStation Meeting, так и не увидели большую часть из того, на что способна новая система. Выпущенные после мероприятия различные медиа-ролики в основном были не способны продемонстрировать разницу в оборудовании. Более того, первое появление системы на выставке EGX было ограничено лишь шестью стендами и всего одной игрой - Call of Duty: Infinite Warfare.

Есть много причин для оптимизма в успехе новой системы, главным образом благодаря играм, которые я успел посмотреть: Days Gone и Horizon: Zero of Dawn выглядели просто невероятно. Конечно, это не стартовые проекты, но они позволяют увидеть качество будущих игр, доступных всего через несколько месяцев после релиза. Более того, ориентировочная цена в $399/£349 за PlayStation 4 Pro делает покупку этой консоли достаточно привлекательной в сезон праздников.

Как подключить PS4 Pro к телевизору:

Подключение выполняется довольно просто. В настройках вывода разрешения у вас добавляются две новые опции к уже существующим 720p, 1080i и 1080p. Они называются 2160p YUV420 и 2160p RGB.

2160p YUV420 интересен тем, что позволяет подключить PS4 Pro к более старым 4k ТВ, у которых отсутствует полноценный HDMI 2.0 порт. Уменьшая информацию цветовой субдискретизации, требуемая пропускная способность падает в два раза, что позволяет отображать полноценный 60fps сигнал.

Компромисс в том, что ярко-красные, синие и зелёные цвета могут создавать артефакты. Хотя в наших тестах, мы обнаружили, что это не станет проблемой для большинства пользователей. 2160p RGB удваивает требования к пропускной способности, а это означает, что наличие HDMI 2.0 порта является обязательным условием для отправки 4k видеобуфера без потерь.

При этом внешний процессор от PlayStation VR поддерживает только HDMI 1.4, соответственно функциональность Pro ограничена лишь 2160p YUV420 и HDR работать не будет. Чтобы включить полноценные 2160p RGB и HDR, вам потребуется отсоединить консоль от процессора PS VR и подключить напрямую к экрану. Очевидно, что это не самое идеальное решение.

Есть ещё одна новая опция в настройках вывода видео PS4 Pro, она называется "информация о видеосигнале". Она позволяет выбрать вам разрешение, корректное отображение цветов (RGB и.т.д.), включить или отключить поддержку HDR, а также уровень системы защиты от копирования HDCP. Если будет обнаружен ресивер с HDMI 1.4 версией порта, вы будете предупреждены, что некоторый 4k-материал (скорее всего потоковое видео, вроде Netflix) может не отображаться в 4k. 

Новая опция HDR была добавлена совсем недавно для всех существующих моделей PlayStation 4. Мы быстро протестировали её в Deus Ex: Mankind Divided на базовой модели PS4. Она выводит HDR сигнал одновременно с 1080p разрешением. Мы даже не знали о существовании такого стандарта до недавнего времени. Возможно, это некое дополнение к спецификациям HDMI 2.0b, но для корректной работы он требует обязательного вывода полного диапазона RGB сигнала (в режиме ограниченного диапазона мы видели очень размытое по цвету изображение).

 

Вся суть заключается в следующем. Учитывая, что вы можете рассчитывать на специальные предложения и различные бандлы старой системы, розничная цена для PS4 Pro с наценкой всего в $100/£100 по сравнению с новой CUH-2000 PlayStation 4 Slim, выглядит убедительно. Эта небольшая разница даёт 31% дополнительной мощности CPU, в 2.3x раза больше производительности на GPU, более быструю RAM и вдвое больше памяти на HDD. При таком раскладе базовая модель PS4 выглядит слишком дорого за то, что она может предложить.

Установив цену PlayStation 4 Pro на уровне стартовой стоимости обычной модели PS4, Sony дала понять, что она нашла приемлемый потолок цен для основной массы покупателей. И хотя отсутствие Blu-ray привода с поддержкой UHD дисков - это плохой шаг для устройства высокого класса, рассчитанного на самых требовательных покупателей, это было необходимым решением для максимально быстрой продажи как можно большего числа консолей. Низкая цена также помогает решить главный вопрос касательно покупки нового железа. Звучит он довольно просто: насколько сильно улучшится визуальная составляющая? Перед тем, как ответить на него, мы хотим напомнить, что небольшая разница в цене между PS4 и Pro означает, что даже если вы покупаете консоль только для улучшенной производительности и большего количества кадров, а также хорошего сглаживания на обычном ТВ, это всё равно выгодная покупка.

Наши мысли и анализ PlayStaion 4 Pro через пару недель после выхода.

Это достаточно важно, так как шаг, сделанный Sony в отношении запуска промежуточной системы, - довольно рискованный. То же самое можно сказать про Project Scorpio от Microsoft. Несмотря на то, что оба платформодержателя дают полную свободу для использования дополнительной мощности новых систем, основная их цель - это запуск существующих игр в более высоком разрешении, используя все преимущества 4k экранов. Вся разница заключается, по сути, в количестве пикселей, как мы узнали из последнего интервью Eurogamer с Microsoft. 

"Sony рассуждает о различного рода "шахматном" рендеринге, апскейлинге и так далее" - говорит Альберт Пенэлло из Microsoft. "Слишком много сносок и различных ухищрений в их маркетинге вокруг 4k. При проектировании Scorpio мы в первую очередь подбирали такие характеристики будущей консоли, чтобы разработчики смогли без труда перенести свои движки с Xbox One и без проблем запустить свои игры в полноценном нативном 4k разрешении. Именно поэтому мы выбрали определённую пропускную способность памяти, именно поэтому мы используем столько терафлопс, эти требования для нативного 4k нам сообщили сами разработчики игр.» 

Но есть то, что вы не услышите от Sony и Microsoft - заветная фраза: 60 кадров в секунду. Фундаментально PlayStation 4 Pro и Xbox Scorpio основаны на похожей технологической базе с одним и тем же основным ограничением - малый выбор доступных x86 CPU технологий. У нас остаются надежды на то, что Xbox Scorpio будет использовать AMD Zen-архитектуру. Хотя уже было объявлено, что у Scorpio будет 8 ядер, так что такой исход маловероятен. Восьмиядерный AMD Zen CPU нацелен на конкуренцию с Intel Broadwell-E и цены на эти процессоры начинаются от $400/£400. 

Предварительный анализ производительности Horizon: Zero of Dawn. Ясно одно - большинство игр будут наращивать разрешение вместо увеличения количества кадров до 60fps.

Попытка продать улучшенную консоль в середине цикла основана на идее обновления владельцем своего дисплея до 4k разрешения, а сделать то же самое для людей, не знакомых с данной технологией, будет очень трудно. Разница действительно есть, особенно если вы купили правильный 4k дисплей с поддержкой расширенного динамического диапазона. Кстати, убедитесь, что у вас правильный HDR экран. Некоторые из них умеют принимать такой сигнал, но потом масштабируют его обратно к SDR, как это было на Samsung KU6400, который мы вчера рассматривали. Другие корректно выводят HDR-сигнал, но им не хватает яркости, из-за чего приходится играть в затемнённой комнате, чтобы получить должный эффект. Даже среди самых лучших и ярких HDR-экранов, таких как Samsung KS8000, отсутствует игровой режим с низкой задержкой. HDR в данном случае добавляет около 100мс задержки. Нужно быть очень аккуратным при покупке такого ТВ. 

Всё это ведёт лишь к одному вопросу: действительно ли стоит всего этого 4k? Ответ довольно прост - определённо стоит. Увеличение количества деталей переходит на другой уровень при включении HDR. И способность консоли за £350/$400 запускать игры в таком высоком разрешении, представляет особую ценность, так как PC, способный на это, стоит как минимум в два раза больше. Тем не менее, ещё предстоит многое сделать для того, чтобы убедить пользователей обновить свои экраны. Весь 4k контент, представленный на PlayStation Meeting, демонстрировал очевидное и значительное визуальное преимущество над стандартным 1080p разрешением. Даже учитывая, что это не нативные 4k. Подход Sony в отношении PS4 Pro реализуется в виде постепенного увеличения разрешения, а не резкого перехода к новому стандарту. 

Качество масштабирования отличается в разных проектах, но в лучшем случае, вы получаете очень близкое к нативным 4k изображение. Принцип работы "шахматного" апскейлинга довольно прост - пиксельная 2x2 структура экстраполируется до 4x4 без затрат производительности, по-видимому, благодаря новым технологиям, встроенным в GPU PS4 Pro. 

Этот скриншот из Deus Ex: Mankind Divided должен быть в 3360x1890 разрешении. Похоже здесь тоже используется "шахматный" рендеринг, после чего игра апскейлится до 4k. В движении игровой фильтр резкости создаёт некоторые артефакты. Оригинал скриншота в высоком разрешении.

Мы надеемся, что Марк Церни поделится подробностями в ближайшее время. Но в настоящее время, мы считаем, что используется temporal component, т.е. информация из предыдущих кадров сопоставляется и используется для экстраполирования дополнительных недостающих пикселей. Возможно, здесь используется более утончённая технология временного апскейлинга из Killzone: Shadow Fall. Вероятные доказательства этого мы увидели в Call of Duty: Infinite Warfare. Играя в PS4 Pro версию этой игры на EGX, Том Морган и Джон Линнеман отметили практически идеальное отображение 4k разрешения в статических сценах и лишь небольшие артефакты "шахматной" окантовки присутствовали в движении. Но благодаря экстремально высокой плотности пикселей 4k дисплеев, эти артефакты не так сильно мешают при активном движении в игре.  

Вернёмся к PlayStation Meeting: Horizon и Days Gone по праву можно считать вершинной реализации "шахматного" рендеринга, они выглядят практически идентично нативным 4k. Также бросается в глаза inFamous First Light. Проект Sucker Punch показал нам потенциальное ограничение этой технологии. Я отметил некоторые нечёткие артефакты на краях альфа-эффектов, где "шахматная" структура была заполнена не полностью. Нечто похожее я видел на волосах Натана Дрейка в демоверсии Uncharted 4. Разница лишь в том, что я наблюдал данную проблему на протяжении всей демоверсии Naughty Dog, в то время как в Infamous я смог рассмотреть её только в режиме "фото", когда игра полностью остановилась. 

Мы также считаем, что "шахматный" рендеринг может быть использован для масштабирования до промежуточного разрешения, такого как, например, 1800p или близкого к нему с последующим обычным апскейлингом до 4k. Возможно, это объясняет скриншоты Deus Ex: Mankind Divided, расположенные выше на этой странице. Подсчёт пикселей предполагает соотношение 7 к 8, что даёт нам разрешение в 3360x1890 пикселей. Тем не менее, тут совсем отсутствуют артефакты "шахматного" рендеринга, что заставило нас думать о том, что это обычный апскейлинг. Но после тестирования Call of Duty, где мы смогли поближе ознакомиться с работой данной технологии масштабирования, мы осознали, насколько хорошо она работает на статических сценах. Скорее всего, скриншоты Deus Ex были сделаны в относительно статическом режиме. Это немного расходится с тем впечатлением, что мы получили на PlayStation Meeting, где разного рода артефакты были усилены назойливыми фильтрами резкости. Ещё одна игра, в которой может быть применён "шахматный" рендеринг и апскейлинг - это Mass Effect Andromeda. Но нам нужно больше видеороликов для того, чтобы убедиться в этом.

Первое видео и анализ Mantis Pro Racing на PS4 Pro - работает в нативном Ultra HD и 60fps.

Один из представителей Sony сообщил мне на PlayStation Meeting, что в PlayStation 4 Pro используется не только "шахматный" апскейлинг... Это частично подтверждают недавние комментарии Марка Церни: в новом железе были использованы многие элементы от архитектуры AMD Polaris, а некоторые из них даже превосходят это поколение. Мы уже знаем, что обновлённые AMD GCN ядра, доступные на PlayStation 4 Pro, способны за одно и то же время отрабатывать две 16 битных операции с плавающей запятой, вместо всего одной на стандартной модели PlayStation 4. Это означает, что переписанный и оптимизированный под Pro шейдерный код будет работать намного быстрее.

Более того, теперь мы знаем, что GPU от Pro включает в себя индивидуальные аппаратные улучшения для ускорения работы виртуальной реальности. Мы пока не знаем точных подробностей, но, вероятнее всего, здесь используются такие же методы, как на железе от Nvidia - stereo geometry processing (cтерео обработка геометрии) и multi-resolution shading. Последняя, к слову, очень важна, она позволит сфокусировать основные ресурсы GPU на самых главных элементах изображения, которые отчётливо видно, а для периферийной области использовать пониженное разрешение, экономя ресурсы системы.

Главный вопрос в том: насколько сильно Sony модифицировала железо? Действительно ли здесь частично используются элементы от будущего поколения семейства Radeon? На этой неделе у нас появился очень интересный, хотя пока что непроверенный отчёт о том, что предстоящая архитектура Vega повышает эффективность GCN шейдеров. Тут же возникает вопрос: получила ли Sony доступ к этим усовершенствованиям и используются ли данные технологии в Pro модели? Также нам любопытно: работает ли AMD над «шахматным» рендерингом в отношении PC? С таким огромным количеством 23-дюймовых и 27-дюймовых 4k мониторов на рынке, у которых просто огромная плотность пикселей, им бы удалось практически полностью избавиться от «шахматных» артефактов даже на рабочем столе.

Некоторые игры используют разрешение около 1800p, прежде чем подвергаются апскейлингу до 4k. Mass Effect Andromeda скорее всего будет являться одной из них. Конечно, это не идеально, но качество изображения этой игры на PlayStation Meeting всё равно впечатляет.

Вот что также интересно: основная конструкция GPU дизайна оказалась более амбициозна, чем мы думали ранее. GPU стандартной модели PS4 использует модифицированную версию Picairn дизайна, использующегося в Radeon HD 7850 и Radeon HD 7870. Xbox One основан на Bonaire архитектуре Radeon HD 7790 и R7 260x. Когда мы узнали, что в PS4 Pro будет 36 вычислительных блоков, мы подумали, что базой выступит Polaris 10 архитектура. Теперь стало ясно, что GPU новой консоли отличается более богатым функционалом и более глубокой модернизацией, чем его предшественник. Это также объясняет, почему он не принадлежит к какому-то существующему семейству Radeon. Отличный кандидат на 6TFlops для Xbox Scorpio. PS4 и Xbox One были спроектированы в то время, когда Sony и Microsoft были более консервативны в своих проектах по сравнению с Xbox 360 и PS3. С PS4 Pro и Xbox Scorpio несколько иная ситуация: оба платформодержателя знают, что у них уже есть обширная аудитория пользователей и они могу себе позволить более амбициозные проекты.

До сих пор, все, что мы видели на PS4 Pro, говорит нам о том, что консоль получилась действительно интересной с точки зрения аппаратного дизайна и мы уже ждём того момента, когда сможем познакомиться с ней поближе. Тем не менее, оставаясь, в целом, оптимистичными по поводу новой консоли после увиденных демоверсий, у нас появились сомнения в некоторых вещах. Во-первых, в то время как увеличение разрешения существующих игр до 4k (будь то «шахматный рендеринг» или нативный) делает картинку гораздо детальнее, отчётливее и более впечатляющей по сравнению с 1080p разрешением базовой модели PlayStation 4, мы уверены, что нужно масштабировать и остальные аспекты игры, а это может оказаться непростой задачей. 

Наше видеосравнение PC и PS4 Pro версии Rise of the Tomb Raider показывает, что у новой консоли не хватает памяти для размещения текстур ультра-высокого разрешения. Вместо этого, они сохранились на уровне Xbox One версии. Во время игры это не является большой проблемой. Но многие игры высокого класса потребуют дополнительных вычислительных ресурсов от GPU на отрисовку таких текстур. Они важны не меньше, чем увеличенное разрешение. Но у PS4 Pro всё те же 8Gb GDDR5 памяти, как у прошлой модели, а это означает, что большинство игр будут использовать такие же текстуры, что и в базовой 1080p версии.

Crystal Dynamics сообщили нам, что Rise of the Tomb Raider использует 2160p фреймбуфер. Мы считаем, что игра использует "шахматный" рендеринг. Вы сами можете сравнить PS4 Pro и PC версию игры.

Во-вторых, мои коллеги Джон Линнеман и Том Морган отметили на EGX демо PS4 Pro версии Infinite Warfare, что там используется такая же низкая анизотропная фильтрация, как на стандартной модели. Плохая фильтрация текстур или даже полное её отсутствие - проблема всех консолей текущего поколения. Это выглядит плохо даже при 1080p разрешении и, очевидно, что в 4k (масштабируемом или нативном) разрешении это создаст ещё больше проблем. 

И, наконец, есть претензии к производительности. Мы ожидали большего от Pro: мои коллеги отметили более серьёзное падение частоты кадров в демоверсии Infinite Warfare на PS4 Pro, чем на обычной модели. Тут, конечно, нужно учитывать, что были запущены разные уровни игры и, в целом, она ещё дорабатывается и оптимизируется, но точно такое же положение дел, мы заметили в Deus Ex - игра шла заметно хуже на Pro по сравнению со стандартной версией. Если предположить, что это был финальный код игры, то, безусловно, это является нарушением технических требований производительности от Sony. Платформодержатель уже устанавливал строгие требования к PSVR контенту и мы надеемся увидеть нечто похожее для игр под PS4 Pro. 

Всё это выдвигает на передний план ещё одну проблему: увеличение производительности GPU должно быть согласовано с увеличением пропускной способности памяти. На этом фоне 25-процентное увеличение пропускной способности памяти выглядит блекло по сравнению с 2.3x кратным увеличением производительности GPU. В качестве контраргумента, мы должны отметить, что AMD RX 480 успешно конкурирует с R9 390, несмотря на огромную разницу в пропускной способности памяти между старым и новым поколением.

Нативный 4k или апскейл - это не столь важно касательно PS4 Pro. Производительность выглядит заметно хуже, чем на стандартной модели и это на почти финальном коде игры Call of Duty: Infinite Warfare.

Поэтому спецификации Project Scorpio выглядят более логично. Здесь есть требуемое увеличение пропускной способности памяти, здесь есть дополнительная вычислительная мощность и даже, если разработчики Xbox не используют новый стандарт памяти GDDR5X, у него будет преимущество на 4Gb. Показанные на E3 рендеры материнской платы указывают на то, что в устройстве используются 12 модулей памяти вокруг основного процессора, это говорит нам о том, что мы получим как минимум на 50-процентов больше памяти, чем у PS4 и Xbox One. Всё это подтверждает тот факт, что Microsoft уже сейчас создаёт игры с прицелом на будущее и включает в них текстуры высокого разрешения, которые хорошо помогут при отображении игры в 4k разрешении. Такие текстуры требуют больше памяти, чем вы найдёте в обычном Xbox One. 

Во время первоначального показа Project Scorpio, Microsoft рекламировала его как консоль «с самым высоким качеством пикселей» . Это звучало смешно и, возможно, фраза была подобрана не совсем корректно, но уже тогда мы поняли, что они имеют ввиду не только одно лишь увеличение количества пикселей. Качество изображения между Xbox One и PS4 отличалось не сильно даже с учётом разного разрешения, а иногда на Xbox One было даже больше деталей, благодаря улучшенной анизотропной фильтрации.

«Самое высокое качество пикселей» ссылается на повышения качества текстур, улучшения анизотропной фильтрации и меньшее количество компромиссов после обработки. Можно предположить, что разница между консолями промежуточного поколения будет более существенной, чем 1080p vs 900p, которое мы видим сейчас. PS4 Pro уже на подходе и нам кажется, что пройдёт совсем немного времени прежде, чем Microsoft покажет Scorpio в действии. В этот момент мы наконец поймём: что же такого нам предложит новый Xbox. Скорее всего, все послания из команды Xbox в течение следующих 12 месяцев будут сводиться к тому, чтобы вы попридержали свой пыл к покупке консоли от Sony. Но основная проблема остается в области маркетинга, нужно суметь грамотно показать всем, на что действительно способны их новые системы. Это относится к двум платформодержателям. Нам нужно увидеть, что на самом деле может предложить 4k разрешение и какие новшества несёт в себе HDR, прежде чем мы захотим обновить свои Full HD экраны. Это будет нелегко в мире, где преобладают 1080p SDR дисплеи.

Автор: Ричард Лидбеттер (Richard Leadbetter)

Спасибо SkyerIst за проверку и редактирование текста.