Microsoft kündigt den Xbox-One-Nachfolger "Scorpio" für Weihnachten 2017 an

Auf der Spielemesse E3 hat Microsoft neben der Xbox One S [1] als verkleinerter Version der Original-Konsole auch einen faktischen Nachfolger bekanntgegeben: Unter dem Projektnamen "Scorpio" wird derzeit bei Microsoft eine sehr viel leistungsfähigere Version der Xbox One entwickelt – welche ähnlich wie bei Sonys PS4K "Neo" [2] das Ökosystem des Vorgängers übernehmen soll, ergo also Spiele-kompatibel zum Vorgänger bleibt. Dies impliziert nahezu ausschließlich die Verwendung derselben Chip-IP für CPU und GPU, wenngleich in einer höheren Leistungsklasse – sprich, normalerweise wieder Jaguar-basierte CPU-Rechenkerne samt GCN-basierter Grafiklösung. Letztere ist dann ein Muß für die versprochene Kompatibilität zwischen Xbox One und Scorpio – aber es gibt am Ende auch keine anderen Anbieter als AMD, welche solcherart Konsolen-SoC mit CPU und GPU auf einem Die mal eben kundenspezifisch aus dem Ärmel ziehen können.

Trotz fehlender genauer Chipangaben ging Microsoft aber schon einmal in die Offensive mit der Bekanntgabe von theoretischen Leistungswerten: Die Scorpio-Grafiklösung soll mit gleich 6 TeraFlops Rechenleistung samt 320 GB/sec Speicherbandbreite glänzen – dies ist bei der Rechenleistung etwas mehr als von AMDs Radeon RX480 (5,8 TFlops) zu erwarten, aber diese Grafiklösung hat auch ihr eigenes Grafikboard mit eigener Kühlung und demzufolge höhere Chiptaktraten. Im Konsolenbereich sind die Taktraten üblicherweise maßvoller, so das aufgrund dieser 6 TFlops Rechenleistung die Scorpio-Grafiklösung auf 2700 bis 3300 Shader-Einheiten einzuschätzen ist. Für eine Spielekonsole wäre dies schon eine sehr machtvolle Hardware – die bisherigen Konsolen-SoCs opieren mit 768 Shader-Einheiten (Xbox One [3]) bis 1152 Shader-Einheiten (PS4 [4]), selbst Sonys kommende PS4K [2] kann hierbei mit 2304 Shader-Einheiten (bei 4,2 TFlops Rechenleistung) nicht mithalten.

Die Scorpio-Speicherbandbreite liegt hingegen exakt auf Niveau der GeForce GTX 1080 [5] – und egal wie man rechnet, zu den angegebenen 320 GB/sec gibt es kaum eine andere Variante als mit einem 256 Bit QDR-Speicherinterface samt auf 2500 MHz taktendem GDDR5X zu kommen. Bei Verwendung von GDDR5 an demselben Speicherinterfae bräuchte es einen (utopischen) Speichertakt von 5000 MHz, eine andere Interface-Breite wie 384 Bit würde hingegen zum einen den SoC zu groß werden lassen und zum anderen auch krumme Speicherbestückungen wie 6 GB oder 12 GB verlangen. Es kann aber davon ausgegangen werden, das auch Microsoft wieder mit 8 GB Speicher operieren will, da sich nur derart die bestmögliche Kompatibilität zur Xbox One erreichen läßt. HBM2-Speicher ergibt auch keine sinnvollen Werte, bei einem 1024 Bit HBM2-Interface wäre ein (zu hoher) Speichertakt von 1250 MHz notwendig – und bei einem 2048 Bit DDR HBM2-Interface wiederum unwahrscheinlich niedrige 625 MHz (selbst nVidias Tesla P100 [6] kommt dieses Jahr schon mit 700 MHz HBM2-Speicher daher).

Beide Werte zusammengefasst legt Microsoft mit seinem Scorpio-Projekt grob eine 4,6fach so mächtige Hardware wie mit der Xbox One vor – dies ist ein mächtiger Sprung und würde durchaus einer neuen Konsolengeneration gerecht werden. Augenscheinlich ist genau dies allerdings nicht das Ansinnen von Microsoft, da man immer wieder die Kompatibilität zur Xbox One in Bezug auf Spiele und Zubehör betont. Ähnlich wie bei Sonys PS4K [2] sollen also alle Spiele auf jeweils beiden Konsolen laufen – die höhere Power der Scorpio soll primär dazu dienen, höhere Auflösungen sowie VR-Gaming zu ermöglichen oder hier und da eine bessere Bildqualität zu bieten. Als Gegenthese zu den offiziellen Microsoft-Aussagen zu dieser Thematik muß aber dennoch auf eine Microsoft-Mitarbeiterin verwiesen [7] werden, welche auch Exklusiv-Titel für Scorpio für möglich hält. In dieser Frage scheint Microsoft als nicht so kategorisch wie Sony zu sein, welche eine wirklich 100%ige Spiele-Kompatibilität anstreben.

Dagegen geht Microsoft in der Zielsetzung von Scorpio über das hinaus, was Sony mit der PS4K vor hat: Während letztere zwar die Möglichkeit zu höheren Renderauflösungen hat, aber dennoch primär Spiele in FullHD rendern soll, will Microsoft bei Scorpio die UltraHD-Auflösung bei 60 fps schaffen. Wie dies als Renderingauflösung zu realisieren sein soll, bleibt allerdings unklar: Selbst eine GeForce GTX 1080 kann diese hohen Bildraten unter UltraHD nicht garantieren – und diese tritt mit 8,7 TFlops an bei einer Grafikarchitektur, welche mit deutlich niedrigeren Rechenleistungen auskommt als die Pendants von AMD. Sprich, für die Performance der GeForce GTX 1080 wird AMD wohl Richtung 10 TFlops Rechenleistung hinlegen müssen, für Konsolen-flüssige 60 fps unter UltraHD eigentlich noch mehr – da kommt Scorpio trotz seiner 6 TFlops nicht heran. Auch über eine andere Schiene betrachtet kommen da Zweifel: Angenommen, bei Spiel X schafft die Xbox One nur eine 720p-Auflösung. Scorpio mit 4,6facher Power müsste unter UltraHD dann aber gleich die 9fache Pixelmenge darstellen – das wird nicht funktionieren, wenigstens nicht mit 60 fps.

Nominell gesehen reicht die Power von Scorpio angesichts jenes 720p-Beispiels exakt für die WQHD-Auflösung von 2560x1440 Pixeln. Da jene im TV-Bereich überhaupt nicht verwendet wird, dürften sich die Spieleentwickler bei Scorpio der Einfachheit halber auf die FullHD-Auflösung von 1920x1080 Pixeln zurückziehen – die übrig bleibende Rohpower läßt sich immer verbraten für stabilere Frameraten, den Verzicht auf das teilweise Zurückschrauben der Bildqualität und letztlich als Reserve für die Zukunft sowie für VR-Gaming (bei höheren 90 fps). Möglich, das einzelne Spiele intern doch höher als mit FullHD rendern, sicherlich wird es im Causual-Bereich auch natives UltraHD geben – aber generell sollte man von Scorpio nicht mehr als FullHD als interne Renderauflösung annehmen. Rechenleistung und Speicherbandbreite sind zwar größer als bei der PS4K (+42% bzw. +47%) – aber dies reicht nicht im Ansatz für den großen Sprung zwischen FullHD und UltraHD (4fache Pixelmenge). Letztlich dürfte auch Scorpio nur das erfüllen, was Xbox One und PS4 eigentlich schon versprochen hatten – echtes FullHD-Rendering.

Auch wenn es Sony und Microsoft nicht so planen und es Spiele-technisch sicherlich dieselbe Konsolen-Generation bleibt – Hardware-technisch kann man Sonys PS4K und Microsoft Scorpio durchaus einer neuen, dann 9. Konsolen-Generation zuordnen. Der Abstand zu den Vorgängern ist enorm und es stellen sich trotz Spiele-Kompatibilität ja dennoch sichtbare Vorteile ein: Deutlich höhere interne Render-Auflösungen sowie der (echte) Zugang zu VR-Gaming machen diese 9. Konsolen-Generation aus – zumindest bei Microsoft und Sony. Was Nintendo mit seiner lange herumgeisterenden und immer noch nicht genauer beschriebenen NX-Konsole hiergegen ausrichten kann, bliebe abzuwarten – hoffentlich blamiert sich Nintendo nicht erneut mit einer Hardware auf Niveau der Vorgänger-Lösungen von Microsoft & Sony. Jene sind zwar technisch überhaupt nicht verkehrt, aber mit Scorpio und PS4K in absehbarer Zukunft dürfte sich keine NX mehr verkaufen lassen, wenn dabei nur das Niveau von Xbox One und PS4 herauskommt.

Nachtrag vom 16. Juni 2016

Als Korrektur zu dieser Meldung über den Xbox-One-Nachfolger "Scorpio" wäre noch anzubringen, das Microsoft zur kommenden Spielekonsole auch ein Renderbild [8] mit gleich 12 Speicherchips gezeigt hat. Dies deutet logischerweise auf ein 384 Bit breites Speicherinterface hin, was dann auch mit GDDR5 auskommen würde und daher kein GDDR5X benötigt. Der zur Erlangung von 320 GB/sec benötigte Speichertakt beträgt 3333 MHz, was schon seit längerem gut lieferbar ist und daher die korrekte Auflösung für die Frage nach dem Speicher-Subsystem von Scorpio darstellen sollte. Ein kleines bißchen offen bleibt allerdings noch die Frage, ob Scorpio wieder mit eDRAM operiert – und wenn nicht, dann käme die große Frage hinterher, wie dann die Spielekompatibilität gewährleistet werden soll, denn die Spieleentwickler mussten diesen eDRAM bei der Xbox One explizit bei ihrer Programmierung berücksichtigen. Ob es hierfür einen Treiberfix gibt, welcher den Spielen auf der Scorpio das Vorhandensein des eDRAMs vorgaukelt oder ob Mircrosoft aus Kompatibilitätsgründen auch bei Scorpio wieder eDRAM verbauen muß, bleibt vorerst offen.

Im übrigen ergibt sich aus diesem (höchstwahrscheinlich) 384-Bit-Speicherinterface bzw. den zu sehenden 12 Speicherbausteinen auch eine Speicherbestückung von gleich 12 GB (technisch sind auch 6 GB möglich, aber das würde die Spielekompatibilität zur Xbox One gefährden) – und damit eben mehr als bei der Xbox One und in diesem Fall ein bemerkbarer Unterschied zu Sonys Ansatz, wo augenscheinlich die gleiche Speichermenge (von 8 GB) zwischen PS4 und PS4K [2] verbaut wird. Microsoft will es also wirklich wissen und in jedem Fall die leistungsstärkere Konsole abliefern – basierend auf der Erfahrung mit dem Zweikampf zwischen Xbox One und PS4, wo Microsoft nur zweiter Sieger war (wobei dies primär dem höheren Launchpreis der Xbox One geschuldet war). Da die Scorpio-Hardware aber genauso wenig für 4K-Rendering ausreicht, sehen wir die Bemühungen Microsofts – so interessant jene aus technischer Sicht sind – jedoch eher im Nichts verpuffen: Zwischen Xbox One und PS4 kann der Sony-Käufer oftmals sehen, wie seine Konsole bei gleichen Spieletiteln die höhere Renderauflösung ausführt. Zwischen Scorpio und PS4K dürfte es im Normalfall so ausgehen, das beide Konsolen intern FullHD rendern und es somit zu keinen praktischen Differenzen kommt. Nur allein, wenn selbst die höhere Hardware der PS4K irgendwo nicht für ein FullHD-Rendering ausreicht, könnte sich der höherwertigere Scorpio-Ansatz auch in der Praxis auszahlen.

Nachtrag vom 24. Januar 2017

EuroGamer [9] ziehen aus einem für Spieleentwickler gedachten Microsoft-Whitepaper einige weitere technische Details zur (allerdings erst zu Weihnachten 2017) kommenden Xbox Scorpio: So werden die 8 CPU-Kerne, 6 TFlops Rechenleistung und 320 GB/sec Speicherbandbreite nochmals bestätigt. Weg fällt damit der eSRAM der Xbox One, dies konnte nunmehr sicher bestätigt werden – welcher bei der Xbox Scorpio aber auch keinen großen Sinn machen würde, denn deren normaler GDDR5-Speicher ist schon (drastisch) schneller angebunden als der eSRAM der Xbox One (nur 102 GB/sec). Da auf einem Microsoft-offiziellen Renderbild der Scorpio-Innereien gleich 12 Stück GDDR5-Speicherbausteine identiziert werden konnten, läuft dies im übrigen recht sicher auf ein 384 Bit breites GDDR5-Interface samt 12 GB Speicher hinaus – und damit erstmals mehr als die bisher im Konsolenbereich als Standard anzusehenden 8 GB Speicher. Zur Architektur von GPU und CPU konnten dann allerdings nur bessere Vermutungen abgegeben werden: Bei der GPU vermutet man (wie allerdings allgemein) ein Level zwischen Polaris und Vega – oder auch schon gleich auf Vega setzend.

Bei der Scorpio-CPU untermauert man die eigene Vermutung durch eine gewisse Logik: Da die Spieleentwickler laut Microsoft-Anweisungen weiterhin sparsam mit CPU-Leistung umgehen sollen, dürfte es sich weiterhin um Jaguar-basierte CPU-Kerne handeln – und nicht um Zen-basierte. Jene könnten zwar prinzipiell viel leistungsfähiger sein, dürften aber auch die Kompatibilität mit Xbox-One-Titeln (stark) verkomplizieren, weil ein anderer CPU-Unterbau die Spieleengine zu anderen, unerwarteten Ergebnissen führen kann und dann eventuell umfassende Anpassungsarbeiten für Scorpio-Versionen der Spiele notwendig wären. Und letztlich bestätigte das Microsoft-Whitepaper noch, das auch die Xbox Scorpio eher selten wirklich natives 4K-Rendering anbieten wird: Checkerboard-Rendering ist als Feature mit an Bord, zudem empfiehlt Microsoft generell die Verwendung dynamischer Auflösungen bzw. sogar die Auflösungshalbierung für "unwichtige" Effekte. Trotzdem muß angemerkt werden, das die Xbox Scorpio wegen der klar leistungsfähigeren Hardware gegenüber der Playstation 4 Pro [10] (~40% mehr Rechenleistung zu 47% mehr Speicherbandbreite) doch viel eher in Richtung natives 4K gehen könnte als die Sony-Konsole.