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# XBOX Series X|S GPU 概觀簡報
> XBOX Series X|S GPU 概觀簡報
本主題說明 XBOX Series X|S GPU 的架構，以及 XBOX Series X、XBOX Series S 和 XBOX One 主機的理論效能。與 XBOX One GPU 相比，XBOX Series X|S GPU 具有不同的硬體功能集。若要充分利用 XBOX Series X|S GPU 並達到最佳的遊戲內效能，了解其硬體非常重要。
這些詳細資料可能會在未來的 Microsoft Game Development Kit (GDK) 更新中變更。
此資訊為 2019 年 11 月時的最新資訊。部分功能自那時起可能已變更或更新。
## 硬體和軟體平台
### XBOX Series X|S 硬體平台
XBOX Series S 是 Microsoft 全新最小巧、最纖薄的主機。XBOX Series S 是 XBOX One S 的後繼機種，設計目標為 1440p、每秒 60 個畫面 (FPS)。
XBOX Series X 是 Microsoft 有史以來效能最強大的主機。XBOX Series X 是 XBOX One X 的後繼機種，設計目標為 4K、60 FPS。
XBOX Series S 和 XBOX Series X 可交互相容。兩者具有相同的：
* 硬體功能集。
* 可執行檔和驅動程式。
* 著色器和資產。
* 套件和光碟。
比較 XBOX Series X|S 與 XBOX One：
* XBOX Series X|S 遊戲不需要支援 XBOX One，反之亦然。
* XBOX Series X|S 原生遊戲：
* 僅限 Direct3D 12.x。
* 僅限 DirectX Shader Compiler (DXC) 和 Shader Model 6.0 或更新版本。
* 僅限 GDK。
* 非 XBOX Series X|S 原生的 XBOX One 遊戲會透過相容性層執行。
* XBOX Series S 遵循 XBOX One S 程式碼路徑。
* XBOX Series X 遵循 XBOX One X 程式碼路徑。
* 效能介於 XBOX One 與 XBOX Series X|S 原生之間。
* 相容性支援：
* Direct3D 11.x 和 Direct3D 12.x。
* Direct3D Compiler (FXC) 和 DXC。
* XBOX One Software Development Kit 和 GDK。
* XBOX One 與 XBOX Series X|S 相容性中斷：
* 不同的硬體功能集。
* 不同的可執行檔和驅動程式。
* 不同的著色器和資產。
* 不同的套件和光碟。
### 開發硬體
XBOX Series X|S 有新的開發套件，也就是 XBOX Series X Dev Kit。它具有下列功能。
* 額外記憶體 (40 GB)。
* 精確模擬 XBOX Series X GPU。
* 保守地模擬 XBOX Series S GPU。
XBOX One 遊戲仍需要 XBOX One Dev Kit。XBOX Series X Dev Kit 無法模擬 XBOX One 系列 GPU。
2019 年 11 月 GDK 中不包含 XBOX Series X 和 XBOX Series S 模擬。
### GPU 保留
GPU 保留已變更，但仍然存在。沒有 Kinect 保留，因此您不需要停用它。當系統轉譯某些內容時，仍會發生系統保留。系統保留只會在需要時使用，最多使用 GPU 的百分之二，且一律是可變的。系統保留可能以下列方式發生。
* 以 60 FPS 中斷 (舊方式)
* 在 GPU `Present` 時以 30 FPS 或 60 FPS 同步發生 (新方式)
## XBOX One 和 XBOX Series X|S GPU 架構
XBOX One S 和 XBOX Series X|S GPU 架構以下列簡化方塊圖表示。
**圖 1. XBOX One S GPU 簡化方塊圖。**
圖 1 代表 XBOX One S GPU。請注意，計算單元為橘色，固定功能硬體為灰色，記憶體快取為藍色。
**圖 2. XBOX One X GPU 簡化方塊圖。**
圖 2 代表 XBOX One X GPU。現在所有項目都更多了，同時也進行了功能上的變更。請注意，ESRAM 已移除，並引進了繪製平衡，以處理管線前端固定幾何單元的增加。
**圖 3. XBOX Series S GPU 簡化方塊圖。**
圖 3 代表 XBOX Series S GPU。與 XBOX One 方塊圖相比有很大的差異。
* 管線開頭有新的幾何引擎 (GE)。
* 新的分組稱為「*著色器陣列*」(SA)，以橘色框出。
* 每個 SA 都有執行著色器的工作群組處理器 (WGP)，以及輸出色彩和深度的轉譯區塊 (RB)。
* 原生計算單位現在是 WGP。
* 只有一條通往記憶體的路徑 - GPU 中的所有項目都透過 L2 與記憶體通訊。
GE 支援三種路徑或模式：回溯相容性、舊版圖形，以及先前幾何管線的新硬體實作。Next Generation Graphics (NGG) 以類似電腦的方式產生幾何，而不需要固定功能前端。
**圖 4. XBOX Series X GPU 簡化方塊圖。**
圖 4 代表 XBOX Series X GPU。它有兩個著色器引擎 (SE)。每個 SE 有兩個 SA，總共四個 SA。每個 SA 有七個 WGP。XBOX Series S 每個 SA 有五個 WGP。
### WGP
AMD 針對 XBOX Series X|S WGP 的整體設計目標，是改善單一執行緒效能，並讓小型工作負載更快通過管線。
**圖 5. WGP 簡化示意圖。**
圖 5 提供 WGP 內部的簡化示意圖。每個 WGP 相當於兩個 CU。
### 單一指令多重資料 (SIMD) 和 wave 比較
**XBOX One：**
* SIMD16：在 16 個執行緒上處理向量算術邏輯單元 (VALU) 作業。
* Wave64：一組同時執行指令串流的 64 個執行緒。
* 每個 VALU 四個時脈。
**XBOX Series X|S：**
* SIMD32：在 32 個執行緒上處理 VALU 作業。
* Wave32：一組同時執行指令串流的 32 個執行緒。
* XBOX Series X|S 上還有其他 wave 類型。
* 每個 VALU 一個時脈。
### 一般用途暫存器 (GPR) 和佔用率比較
**SIMD16 上的 XBOX One wave64**
* 256 個向量一般用途暫存器 (VGPR) (全部可供 wave 使用；4 的倍數)。
* 512 個純量一般用途暫存器 (SGPR) (128 個可供 wave 使用；8 的倍數)。
* 佔用率為 1-10 個 wave。
**SIMD32 上的 XBOX Series X|S wave32**
* 1,024 個 VGPR (256 個可供 wave 使用；8 的倍數)。
* 2,560 個 SGPR (每個 wave 靜態配置 128 個)。
* 佔用率為 4-20 個 wave。
以每個 SIMD 通道的執行緒數量而言，佔用率保持相同。不過，XBOX Series X|S 的效能下降幅度較小。
**圖 6. GPR 和佔用率表格。**
圖 6 比較 XBOX One 與 XBOX Series X|S 之間的 GPR 和佔用率。
**圖 7. XBOX One 和 XBOX One X 的快取階層。**
圖 7 顯示 XBOX One 和 XBOX One X 的快取階層。
**圖 8. XBOX Series 主機的快取階層。**
圖 8 顯示 XBOX Series 主機的快取階層。
**圖 9. 快取比較。**
圖 9 比較 XBOX One 快取與 XBOX Series X|S 快取。
**圖 10. 範例：RTV 到 SRV 的轉換。**
圖 10 比較 XBOX One 上從轉譯目標檢視 (RTV) 到著色器資源檢視 (SRV) 的轉換，與 XBOX Series X|S 上的相同轉換。
## 理論效能
簡報的這一節會使用一系列表格和附註，說明 XBOX Series X、XBOX Series S 和 XBOX One 的理論效能，內容涵蓋下列項目。
**速度和數量、CPU 統計資料，以及剔除後幾何：**
* XBOX Series S 與 XBOX Series X 的 GPU 速度和數量
* XBOX Series X|S CPU 統計資料
* XBOX One 和 XBOX Series S 幾何
* XBOX One 和 XBOX Series X 幾何
* 剔除後幾何速率比較，並附有剔除前速率的附註
**計算統計資料：**
* XBOX One 和 XBOX Series S 計算統計資料
* XBOX One 和 XBOX Series X 計算統計資料
**紋理數據：**
* XBOX One 和 XBOX Series S 紋理數據
* XBOX One 和 XBOX Series X 紋理數據
* XBOX One 與 XBOX Series X|S 之間的計算和紋理速率比較
**像素數據、速率比較和轉譯後端：**
* XBOX One 和 XBOX Series S 像素數據
* XBOX One 和 XBOX Series X 像素數據
* XBOX One 與 XBOX Series X|S 之間的像素速率比較
* 最佳化轉譯後端 (RB+)
**頻寬、DRAM 和 GPU 比較範圍：**
* XBOX One 和 XBOX Series S 頻寬
* XBOX One 和 XBOX Series X 頻寬
* XBOX One 與 XBOX Series X|S 之間的最佳和標準 DRAM 頻寬比較
* XBOX One 和 XBOX Series X|S 的大約 GPU 比較範圍
## 新硬體功能
### 排程
部分新硬體功能已在 2019 年 11 月 GDK 中實作。其他功能則排定在即將推出的 GDK 版本中提供，或依要求實作。部分功能的日期可能會變更。
**2019 年 11 月 GDK：**
* DirectX Raytracing (DXR)。
* 可變速率著色 (VRS)。
* 網格著色器。
* Sampler Feedback。
**XBOX Series X|S 與 Windows PC 之間的功能整合：**
* 已發行：
* DXR：2018 年 10 月。
* DirectX Variable Rate Shading：2019 年 5 月。
* 在 Windows 10 Insider Preview 組建 (20H1) 中提供：
* DXR 層級 1.1。
* DirectX Mesh Shader。
* DirectX Sampler Feedback。
* 如需 DirectX 功能的詳細資訊，請參閱 [Dev Preview of New DirectX 12 Features](https://devblogs.microsoft.com/directx/dev-preview-of-new-directx-12-features/)。
請透過 GDK 論壇讓我們知道您的功能優先順序。
### AMD 架構資訊
**適用於跨平台開發的單一架構：**
* AMD 全新的尖端圖形和計算架構橫跨 XBOX 平台和 Windows 平台。
* 新的 AMD RDNA 架構完整支援光線追蹤、VRS、網格著色器和 Sampler Feedback。
* 使用新一代 AMD 圖形進行跨平台光線追蹤。
### NVIDIA 架構資訊
**NVIDIA Turing 支援所有新的 DirectX 12 功能：**
* DXR 1.1：精進的 DXR 和 NVIDIA RTX。
* 網格著色器：重新打造的幾何處理。
* Sampler Feedback：基礎紋理建構區塊：
* 紋理空間著色和紋理串流。
**NVIDIA Nsight Graphics 效能功能：**
* 使用低階效能計數器分析效能瓶頸。
* 藉由減少指令停滯所造成的 GPU 延遲來最佳化著色器。
* 使用 GPU 當機傾印，即可輕鬆發現 GPU 例外狀況和觸發的裝置復原 (TDR)。
* 將您的畫面儲存到硬碟，並偵錯 Direct3D 12 和 DXR 轉譯命令。
* 檢查 DXR 加速結構，以確保其設定正確。
* 使用專用的範圍計數器縮短加速結構的建置時間。
**PIX for Windows：**
* 搭配 NVIDIA GPU 時效能良好。
* 檢視 API 使用方式警告，其中提供如何改善效能的資料。
* 使用硬體效能計數器了解 GPU 狀態。
* 分析 DXR 的 GPU 佔用率和高效能計數器。
### Intel 架構資訊
* Intel 擁有完全符合 DirectX 12 規範的圖形處理器。
* DirectX 12 更新提供更豐富的世界和更逼真的視覺效果。
* 以 Intel Xe 架構為基礎的 GPU 讓開發人員能夠充分利用 DirectX 12 功能。
**XBOX Series X|S 核心視訊功能：**
* 目前提供：
* 在 XBOX Series S 和 XBOX Series X 上，H.264/進階視訊編碼 (AVC) 和 H.265/高效率視訊編碼 (HEVC) 解碼最高可達 1080p、30 FPS。
* 與 XBOX One X 功能同等。
* 即將推出的工作：
* H.265/HEVC 解碼最高可達 2160p、30 FPS，視硬體效能而定。
* H.264/AVC 編碼最高可達 1080p、30 FPS。
* 可以用顯示解析度換取畫面播放速率。
* 編碼和解碼的總資源配置最高可達 UHD30 (3840p × 2160p 顯示解析度)，視硬體效能而定。
## 後續步驟
如果您想要檢閱與此概觀相關之簡報資料中的資訊，請從 [XBOX Developer Download Secure Data Storage (SDS)](https://www.microsoft.com/en-us/software-download/gdk) 下載下列檔案。
* 投影片：Xfest 2019 Graphics Track PowerPoints (\[2019.11]-Xfest2019GraphicsTrackPowerPoints.ZIP) 中的 XF2019\_Graphics\_01\_Day1\_Scarlett\_GPU\_Overview\.pptx
* 影片簡報：Xfest 2019 Graphics Track Videos (\[2019.11]-Xfest2019GraphicsTrackVideos.ZIP) 中的 XF2019\_Graphics\_01\_Day1\_Scarlett\_GPU\_Overview\.mp4
### 下載 Microsoft PowerPoint 簡報和影片
1. 前往 [Game Development Kit (GDK) 下載](https://www.microsoft.com/en-us/software-download/gdk)。
2. 在 Select file type 下，選取 **Conference Materials**，然後選取 **Confirm**。
3. 在 Select build/version number 下，選擇下列其中一個圖形簡報。
* Xfest 2019 Graphics Track PowerPoints
* Xfest 2019 Graphics Track Videos
4. 選取 Download Now，然後等候 .zip 檔案下載完成。
5. 前往您的本機 Downloads 資料夾，然後從壓縮資料夾中解壓縮 (擷取) 檔案。
## 另請參閱
[XBOX Series X|S GPU 概觀](/zh-TW/build/core-features/graphics/overviews/gpu-overview)
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