Teraflopy, to je asi to první, o čem každý mluví, když se dostanou na přetřes nové herní konzole, jako je Xbox Series X nebo PlayStation 5. Je to způsobeno tím, že jak Microsoft, tak Sony se pyšní výrazným nárůstem výpočetního výkonu, který je částečně dán právě vyšším počtem teraflopů.
Konzole vs. PC: Souboj Titánů
Grafický procesor (GPU) konzole Xbox Series X, postavený na architektuře AMD RDNA 2, se chlubí výkonem 12 teraflopů. PlayStation 5 od Sony, která také využívá architekturu AMD RDNA 2, disponuje GPU o výkonu 10,28 teraflopů.
To je ohromující množství výpočetního výkonu, které se vyrovná, nebo dokonce překonává, současné špičkové grafické karty určené pro osobní počítače.
K dubnu 2020 se Radeon RX 5700XT (v té době za cenu kolem 400 dolarů) řadila mezi špičkové karty od AMD s výkonem 9,75 teraflopů. Na druhou stranu NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti (v cenovém rozmezí 1300 až 1500 dolarů) nabízela výkon 13,4 teraflopů. A nesmíme zapomenout na NVIDIA RTX Titan s neuvěřitelnými 16,31 teraflopy. Ovšem s cenovkou přesahující 2000 dolarů je pro většinu hráčů nedostupná.
Ale nepředbíhejme. Pojďme si tedy vysvětlit, co vlastně teraflopy jsou a proč je tento parametr tak důležitý pro grafický výkon.
Co jsou to FLOPS?
FLOPS (Floating-point Operations Per Second) označuje počet operací s pohyblivou desetinnou čárkou, které je procesor schopen vykonat za jednu sekundu. Aritmetika s pohyblivou desetinnou čárkou je klíčovou součástí výpočtů při vývoji her. Zjednodušeně řečeno, operace s pohyblivou desetinnou čárkou umožňují počítačům efektivně pracovat s širokým rozsahem čísel.
Nejčastěji se FLOPS vyjadřují ve formátu s jednoduchou přesností, známém jako FP32. To znamená, že pro ukládání dat v tomto formátu počítač využívá 32 bitů. Existuje také formát s poloviční přesností, FP16, který používá 16 bitů namísto 32. V současné době se teraflopy pro grafické procesory většinou udávají v přesnosti s jednou přesností. Nicméně AMD u svého GPU Vega a RDNA 2 architektury využívá také FP16.
Pro vývojáře 3D her je práce s pohyblivou desetinnou čárkou mnohem efektivnější. Pokud by hry spoléhaly na operace s pevným bodem, tak jako například původní PlayStation, vedlo by to k mnoha problémům. Vizuální stránka her by byla nekvalitní a kód by byl celkově méně efektivní.
Takže ať žijí operace s pohyblivou desetinnou čárkou!
Od FLOPS k TFLOPS: Skok do Vyšší Ligy
Hry potřebují zpracovat obrovské množství dat, proto jsou FLOPS důležitým měřítkem výkonu. Čím více operací s pohyblivou desetinnou čárkou je GPU schopno provést, tím rychleji jsou data zpracována, což se projevuje vyšším výpočetním výkonem při hraní her.
Původní Sega Dreamcast (1999) disponovala výkonem 1,4 Gigaflopů, což znamená, že zvládla až 1,4 miliardy operací s pohyblivou desetinnou čárkou za sekundu. O několik let později měl původní Xbox (2002) 20 Gigaflopů (20 miliard FLOPS). A PlayStation 3 (2006) nabízela téměř dvanáctinásobek, tedy 230,4 Gigaflopů.
Každá z těchto konzolí představovala výrazné vylepšení oproti předchozí generaci, a to především díky nárůstu grafického výpočetního výkonu. Specifikace výpočetních obvodů jsou tedy rychlým způsobem, jak získat představu o výkonu, který GPU dané konzole nabízí.
12 teraflopů výpočetního výkonu v nadcházejícím Xbox Series X znamená, že je schopen až 12 bilionů operací s pohyblivou desetinnou čárkou za sekundu. PlayStation 5 dosahuje maxima na 10,28 bilionu FLOPS.
Pokud bychom se spoléhali pouze na počet teraflopů, mohli bychom dospět k závěru, že Xbox Series X bude výkonnější než PlayStation 5, což by ovšem nebyla pravda.
Jak Důležité Jsou TFLOPS?
Počet teraflopů hraje důležitou roli mezi generacemi konzolí, avšak jeho význam klesá, když se rozdíly mezi nimi zmenšují.
Dokonce i srovnání teraflopů u moderních grafických karet, jako jsou AMD Radeon 5700 XT a GeForce RTX 2080 Ti, může být zavádějící. Nové konzole využívají novou architekturu AMD RDNA 2. Nová architektura obvykle znamená lepší výkon než u předchozích karet, a to i při srovnatelných hardwarových specifikacích.
Stejně jako u všeho v oblasti výpočetní techniky, i zde záleží na implementaci. Výkon CPU, RAM a dokonce i software hrají svou roli. Celkový konsenzus je takový, že nové konzole by měly překonat většinu herních počítačů, které jsou v současné době dostupné na trhu.
Xbox Series X a PlayStation 5 budou vybaveny osmijádrovými procesory se šestnácti vlákny. To je ohromující úroveň pro herní konzole a je to něco, co jsme u set-top boxů dlouho neviděli. Obě konzole také plánují používat NVMe SSD, což znamená rychlejší načítání her a celkově lepší odezvu.
Nová konzolová GPU budou mít také úctyhodný počet výpočetních jednotek s vysokými taktovacími frekvencemi: 52 CU při 1,825 GHz pro Xbox a 36 CU při 2,23 GHz pro PlayStation. Pro srovnání, Radeon 5700 XT má 40 CU při 1,6 GHz.
Architektura RDNA 2 od AMD nebude samozřejmě dostupná pouze v nových konzolích. Jakmile se objeví i v grafických kartách pro PC (spolu s očekávanou architekturou Ampere od NVIDIA), jakákoli výhoda konzolí oproti PC pravděpodobně zmizí.
TFLOPS Nejsou Všechno
Není pochyb o tom, že nové konzole budou skutečně výkonné. Microsoft a Sony prohlašují, že jejich konzole dosáhnou 60 snímků za sekundu při rozlišení 4K i u náročných AAA her.
Microsoft se také snaží dosáhnout 120 snímků za sekundu ve 4K u esportovních her, které nejsou graficky tak náročné. Vyšší obnovovací frekvence ale přináší plynulejší obraz a lepší přehled o tom, co se děje ve hře. Vzhledem k dynamice a chaosu, které v esportech panují, je plynulejší vizuál velkým plusem.
Kromě vylepšeného výkonu při vyšších rozlišeních budou nové konzole podporovat i sledování paprsků (ray tracing). Tuto novou technologii jsme poprvé mohli vidět u grafických karet NVIDIA. Ray tracing zlepšuje světelné efekty ve hře, často s dramatickým vylepšením. Také nabízí dynamičtější, živější herní prostředí, ve kterém jsou stíny a odrazy realističtější. K těmto novým funkcím přispěje i výpočetní výkon (teraflopy), který je k dispozici v nadcházejících GPU.
Teraflopy nejsou jediným parametrem, na který byste se měli zaměřit. Nicméně vám dají alespoň obecnou představu o tom, jak se grafický výkon konzole vyrovnává jinému hardwaru – jak minulému, tak i současnému.