هر آن‌چه درباره معماری Velocity ایکس‌باکس سری ایکس می‌دانیم

مایکروسافت کنسول بازی جدید خود موسوم به ایکس‌باکس سری ایکس را با مجموعه‌ای از قابلیت‌های حرفه‌ای معرفی کرد که نسل جدید کنسول‌ها را یک پله به پیش می‌راند. تمرکز اصلی ردموندی‌ها در توسعه‌ی کنسول جدید، افزایش سرعت و کارایی آن بود. مجموعه‌ای از قابلیت‌های حرفه‌ای در ایکس‌باکس سری جدید گردآوری شد تا گیمرها سریع‌ترین تجربه‌ی ممکن را داشته باشند. از پردازنده‌ی حرفه‌ای مبتنی بر معماری Zen 2 به‌همراه قدرت پردازشی ۱۲ ترافلاپس تا حافظه‌ی ذخیره‌سازی NVMe SSD، همگی با هدف افزایش سرعت نسل جدید ایکس‌باکس انتخاب شدند. مجموعه‌ی سخت‌افزارهای حرفه‌ای، با قابلیتی به‌نام معماری ولوسیتی (Velocity) ترکیب می‌شود که به‌نوعی ترکیب مهارت سخت‌افزاری و نرم‌افزای کمپ ردموند را نشان می‌دهد.

مایکروسافت، معماری ولوسیتی را یک بخش پایه‌ای و اساسی در ایکس‌باکس سری ایکس می‌داند که مجموعه‌ای از قابلیت‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را در خود دارد. ترکیب مذکور، طبق گفته‌ی ردموندی‌ها، «ظرفیت‌های جدیدی را در دنیای کنسول محقق می‌کند که تاکنون ندیده‌ایم». صرف‌نظر از ادعاهای بازاریابی، معماری جدید را می‌توان ترکیبی برای آسان‌سازی خروجی حافظه و بخش پردازشی در کنسول دانست.

معاری ولوسیتی، فرایند بارگذاری بازی‌ها را در ایکس‌باکس سری ایکس سرعت می‌بخشد. مرحله‌ای به‌نام بارگذاری بخش‌های گوناگون بازی از حافظه‌ی ذخیره‌سازی وجود داشته که Asset Streaming نام دارد. به‌علاوه، معماری جدید، فضای اشغال‌شده در حافظه توسط بخش‌های گوناگون بازی را کاهش می‌دهد. راهکار ردموندی‌ها، دو چالش از بزرگ‌ترین موانعی را هدف قرار می‌دهد که عناوین بزرگ دنیای بازی این روزها با آن‌ها دست‌وپنجه نرم می‌کنند. حجم بسته‌های نصبی روز‌به‌روز افزایش پیدا می‌کند و نیاز به قدرت پردازشی نیز همیشه رو به افزایش است. راهکار بهینه برای چالش مذکور، ارائه‌ی زیرساختی برای پشتیبانی از نسل بعدی بازی‌های ویدئویی و همچنین کاهش زمان بارگذاری بازی‌ها است.

شاید گیمرهای معمولی درک زیادی از ساختار پیچیده‌ی معماری ولوسیتی نداشته باشند، اما مایکروسافت با تقسیم مفهوم فناوری به ساختارهای کوچک‌تر، آن را به‌خوبی شرح می‌دهد. ردموندی‌ها، معماری جدید را شامل چهار ماژول حیاتی می‌دانند. دو قطعه‌ی اختصاصی سخت‌افزاری در ایکس‌باکس سری ایکس به‌همراه نرم‌افزار مرتبط، ساختار معماری را تشکیل می‌دهند.

بلوک سخت‌افزاری که وضعیت بازگرداندن داده‌ها از ساختار فشرده را برعهده دارد، نقشی حیاتی در افزایش سرعت ایفا می‌کند. همین بلوک باعث می‌شود که بازی‌ها با فشرده‌سازی داده، فضای کمتری را در SSD داخلی اشغال کنند. این بخش سخت‌افزاری، با انجام فرایندهای فشرده‌سازی و معکوس کردن آن، اجرای روان بازی‌ها را ممکن می‌کند که کاهش فشار بر پردازنده‌ی مرکزی را هم به‌همراه دارد. بلوک مذکور، از کتابخانه‌ای اختصاصی به‌نام Zlib بهره می‌برد که به‌صورت خاص برای کابردهای فشرده‌سازی توسعه یافته است. به‌علاوه، سیستم جدید و ناشناخته‌ای به‌نام BCPack هم در بلوک فشرده‌سازی به‌کار گرفته می‌شود که با پردازش بافت‌ها در پردازنده‌ی گرافیکی ارتباط دارد.

ساختار دیگر که در معماری ولوسیتی استفاده می‌شود، DirectStorage نام دارد که بر پایه‌ی DirectX و با هدف کاهش فشار بر پردازنده‌ی مرکزی توسعه یافت. رابط برنامه‌نویسی جدید (API) مایکروسافت تلاش می‌کند تا استریم بخش‌های بازی را با بازدهی بیشتری در کنسول ممکن کند. به‌علاوه، ردموندی‌ها تصمیم دارند این فناوری را در آینده در دستگاه‌های ویندوزی هم پیاده‌سازی کنند. رابط مذکور، با Sampler Feedback Streaming ترکیب می‌شود و استفاده از پردازنده‌ی مرکزی را به بارگذاری بافت‌های مورد نیاز هر پیکربندی محدود می‌کند. ترکیب این دو بخش، راهکار نرم‌افزاری را برای افزایش بازدهی بازی‌ها در ایکس‌باکس سری ایکس ارائه می‌کند. درنهایت، ترکیب پردازنده‌ی مرکزی و گرافیکی، با ساختار بهینه‌تری به‌کار گرفته می‌شود.

پس از آشنایی کلی با ساختارهای فنی معماری ولوسیتی، اکنون این سؤال ایجاد می‌شود که راهکار جدید مایکروسافت چه فایده‌ای برای کاربر و بازی‌ها دارد؟ ردموندی‌ها در اطلاعیه‌های قبلی خود، تأثیر معماری را خصوصا برای بازی‌های جهان باز شرح دادند. این نوع از بازی‌‌ها، محیط‌های بسیار گسترده‌ای دارند و تعامل با فاکتورهای بسیار متنوعی که در بازی وجود دارد، قطعا از افزایش کارایی قدرت پردازشی بهره خواهد برد.

اندرو گوسن، عوض تیم فنی ایکس‌باکس سری ایکس درباره‌ی تأثیر ولوسیتی بر بازی‌ها گفت:

پردازنده‌ی مرکزی، مغز کنسول جدید ما و پردازنده‌ی گرافیکی، قلب آن است. معماری ولوسیتی ایکس‌باکس هم نقش روح را بازی می‌کند. معماری ایکس‌باکس ولوسیتی سرعتی بسیار بیشتر از نسل‌های قبلی را به‌همراه می‌آورد. می‌توان آن را یکی از نوآورانه‌ترین جنبه‌های کنسول جدید دانست. کاربرد معماری ولوسیتی، در ساختن جهان‌هایی بسیار بزرگ‌تر با جزئیات بسیار بیشتر دیده می‌شود.

مایکروسافت برای شرح کارایی معماری جدید، بازی‌هایی همچون Final Fantasy XV، Assassin's Creed Odyssey و Red Dead Redemption 2 را نام می‌برد. در بررسی این بازی‌ها همیشه شاهد زمان‌های بارگذاری طولانی بودیم که برخی اوقات به چند دقیقه می‌رسید. در بازی‌هایی نیز که بارگذاری اولیه با راهکارهایی همچون کاهش سرعت در برخی بخش‌ها جبران می‌شود، معماری جدید مایکروسافت می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد.