Xbox Series X: Die Technologie hinter der nächsten Konsolengeneration
Xbox Series X ist die bisher schnellste und leistungsstärkste Xbox-Konsole, entwickelt für eine Konsolengeneration, die Dich, den Spieler, in den Mittelpunkt rückt. Mit dem Launch der Konsole zum Weihnachtsgeschäft 2020 setzt Xbox Series X neue Standards für Leistung, Geschwindigkeit und Kompatibilität. Gleichzeitig erlaubt Dir die neue Konsole, tausende Titel aus bisher vier Vorgänger-Generationen mitzunehmen.
In diesem Artikel erhältst Du Einblicke in die Technologien der neuen Konsolengeneration und Statements von Experten wie Austin Evans und Digital Foundry. Außerdem gibt das Xbox Team Einblicke in die Design-Entscheidungen, die die nächste Generation des Gaming definieren.
Die nächste Xbox-Generation wird durch drei primäre Charakteristika definiert: Leistung, Geschwindigkeit und Kompatibilität.
Die leistungsstärkste Xbox aller Zeiten
Bereits zu Anfang des Konzeptionsprozesses folgte das Team der Maxime, die bis dato leistungsstärkste Xbox aller Zeiten zu entwickeln. Dabei stellten sie sich zunächst die Frage, wie Leistung in der neuen Konsolengeneration definiert werden soll. Bei vergangenen Generationen standen hier meist grafische Innovationen in Fokus: der Übergang von 8 Bit-Grafik zu 16 Bit-Grafik, 2D zu 3D, SD zu HD und schließlich 4K.
Heutzutage fordern Spieler und Spielerinnen 60 Bilder pro Sekunde ein, kombiniert mit hohen visuellen Standards und präziser sowie responsiver Eingabe. Entwickler arbeiten an kreativen Lösungen wie der dynamischen Skalierung von Auflösung, um eine hohe Bildqualität bei gleichbleibender Bildwiederholrate zu gewährleisten – oftmals aber nur, um die Einschränkungen und Limitierungen der aktuellen Hardware-Generation zu umgehen. Das alles ändert sich mit Xbox Series X. In der neuen Generation geht es nicht mehr nur darum, dass Spiele besser aussehen, Spiele sollen sich noch besser spielen lassen.
„Xbox Series X wird einen immensen Schub machen, was die GPU-Performance angeht, und weiterhin durch neue Features wie hardwarebeschleunigtes Raytracing den Standard für Grafik definierten und vorantreiben. Jedoch glauben wir nicht, dass diese Generation von Grafik und Auflösung allein definiert wird,“ so Jason Ronald, Director of Product Management on Xbox Series X.
Das Team um Xbox Series X legt großen Wert darauf, dass die neue Konsolengeneration Titel in 4K und 60 Bildern in der Sekunde darstellen kann, ohne dabei Kompromisse seitens der Entwickler eingehen zu müssen. Während Auflösung und Bildwiederholrate kreative Entscheidungen sind, die die Entwickler der einzelnen Spiele selbst treffen, soll das neue System den Anforderungen der größten Blockbuster, kompetitiven Esports-Titeln und innovativen Indie-Entwicklern gerecht werden.
Die langjährige Partnerschaft mit AMD
Um dafür die richtigen Rahmenbedingungen zu schaffen, stärkt das Xbox-Team seine langfristige Partnerschaft mit dem Chip-Hersteller AMD, die 15 Jahre zur Entwicklung der Xbox 360 zurückreicht. Sebastian Nussbaum, Corporate Vice President & Senior Fellow, Semi-Custom Products and Technologies bei AMD, gibt dazu einige interessante Einblicke, wie das Team bei der Entwicklung von Xbox Series X unterstützt.
Dank des neuartigen Designs und der verbesserten Leistung, „ist die Konsole ein Spielplatz technischer Innovationen“ für jeden Entwickler. Das ist zu großen Teilen der schieren Kraft des eigens angefertigten Prozessors zu verdanken, der von einem 8-Kern AMD Zen 2 CPU und einer RDNA 2-Class GPU angetrieben wird.
Diese Architektur der nächsten Generation liefert ein neues Level an Performance, mit Hilfe derer Entwickler realistische und immersive Spielerfahrungen erschaffen können, die so bisher nicht möglich waren. Gleichzeitig erlaubt die Zusammenarbeit dem AMD-Team in die nächste Generation des DirectX-Ökosystems zu investieren, das weiterhin den Industriestandard nach vorne treiben wird.
“Xbox Series X ist der größte Generationen-Sprung eines SOC [System of a Chip] und API-Designs, den wir bisher zusammen mit Microsoft realisiert haben. Für AMD ist es eine große Ehre, als bewährter Partner an der Seite von Microsoft Teil dieses Unterfangens zu sein,“ so Nussbaum. „Xbox Serie X wird ein Leuchtturm der technischen Innovationsführerschaft für diese Konsolengeneration sein und wird die Innovation im gesamten DirectX-Ökosystem in diesem und im nächsten Jahr vorantreiben.“
Im Anschluss an die Präsentation von AMD taucht Technical Fellow Andres Goossen in die detaillierten Spezifikationen ein, die im Inneren der Xbox Series X stecken.
| CPU | 8x Cores @ 3.8 GHz (3.6 GHz w/ SMT) Custom Zen 2 CPU |
| GPU | 12 TFLOPS, 52 CUs @ 1.825 GHz Custom RDNA 2 GPU |
| Die Size | 360.45 mm2 |
| Process | 7nm Enhanced |
| Memory | 16 GB GDDR6 w/ 320b bus |
| Memory Bandwidth | 10GB @ 560 GB/s, 6GB @ 336 GB/s |
| Internal Storage | 1 TB Custom NVME SSD |
| I/O Throughput | 2.4 GB/s (Raw), 4.8 GB/s (Compressed, with custom hardware decompression block) |
| Expandable Storage | 1 TB Expansion Card (matches internal storage exactly) |
| External Storage | USB 3.2 External HDD Support |
| Optical Drive | 4K UHD Blu-Ray Drive |
| Performance Target | 4K @ 60 FPS, Up to 120 FPS |
Weitere Informationen dazu findest Du bei Digital Foundry. Dort erfährst Du weitere Details darüber, was all die genannten Features für Spieler und Entwickler gleichermaßen mit sich bringen. Einen detaillierten Glossar zu den technischen Hintergründen findest du überdies in einem separaten Artikel auf Xbox Wire DACH.
Hardware beschleunigtes DirectX Raytracing in Minecraft
Das größte – und für Spieler visuell auffälligste – Feature von Xbox Series X ist die Unterstützung von Hardware beschleunigtem DirectX Raytracing, das die Eigenschaften von Licht und Sound in Echtzeit simuliert – realistischer als jemals zuvor. Für ein besseres Verständnis dieser Technologie spricht Clayton Vaught, Technical Director bei Minecraft, anhand einer technischen Demo darüber, wie Raytracing die Welt von einem der populärsten Spiele überhaupt beeinflusst.
Im Feature wechselt Vaught zwischen aktuellen grafischen Standards und Hardware beschleunigtem DirectX Raytracing in einer Minecraft-Welt und stellt so eindrucksvoll dar, wie realistische Lichteffekte das Spiel verändern. Schattenwürfe von Objekten wechseln je nach Distanz zum Objekt von hart zu weich, während Lava in einem warmen, orangen Farbton erscheint, der sich in der Ferne verflüchtigt und von Loren abstrahlt. Auch der Mond wirft seine Lichtstrahlen über Risse in der Wand, Luftpartikel reflektieren sie. Raytracing verändert das Gefühl von Minecraft grundlegend und saugt den Spieler förmlich ein – in eine immersive und weitaus realistischere Welt.
Das eindrucksvollste Feature mag das Zusammenspiel von Licht mit transparenten Objekten wie Glas sein, das die Farbe des Lichtes annimmt, bevor es den Weg ins Auge des Spielers findet. Dieses Beispiel wird eindrucksvoll anhand eines langen Korridors demonstriert, in dem ein realistisch anmutender Regenbogen aus farbigen Glas-Würfeln individuell kolorierte Farbschatten auf den Boden wirft. Auch Wasser wird mit Hilfe der neuen Technologie zum Augenschmaus, während Mondlicht durch die Wasseroberfläche hindurch Spieler oder Seetang beleuchtet, der in der Strömung wiegt.
Gears 5 auf Xbox Series X
Einen weiteren Showcase der Leistung von Xbox Series X präsentiert Mike Rayner, Technical Director bei The Coalition. Mike demonstriert anhand von Gears 5, wie das Entwickler-Team den Titel für Xbox Series X optimiert. Die technische Demo für Xbox Series X zu Gears 5, basierend auf der Unreal Engine, nutzt die Ultra-Settings der PC-Version: Die Demo zeigt höher aufgelöste Texturen sowie höher aufgelöster volumetrischer Nebel und eine – im Vergleich zu den Ultra-Einstellungen auf PC – um 50 Prozent erhöhte Anzahl an Partikeln. Die Eröffnungs-Cutscene wird überdies mit 60 FPS in 4K (auf Xbox One X in 30 FPS) dargestellt.
Aber auch andere Bereiche erfahren erhebliche Optimierungen, insbesondere die Ladezeiten wurden minimiert. Überdies sorgt die zusätzliche Leistung dafür, dass neue Features – die ursprünglich für Xbox One X-Version abgeschaltet waren – ihren Weg ins Spiel finden, darunter beispielsweise Kontakt-Schatten, die Objekten zusätzliche Tiefe verleihen. Auch Pflanzen oder Gras werfen nun eigene Schatten auf sich selbst, was zu noch realistischeren Szenen führt. Gears 5 wird aktuell mit mehr als 100 FPS dargestellt, das Team arbeitet daran, 120 FPS Gameplay für Multiplayer-Modi zu implementieren und Dir eine ganz neue Erfahrung zu bieten, die in dieser Form auf noch keiner anderen Konsole möglich ist. Beeindruckend: Das Team hat diese Systemoptimierungen innerhalb weniger Wochen umgesetzt. Zum Launch von Xbox Series X erscheint eine optimierte Version von Gears 5, die Besitzer der Xbox One-Version kostenfrei erhalten.
Noch schneller, noch tiefer eintauchen
Geschwindigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor der neuen Konsolengeneration und wird aufunterschiedliche Arten definiert. Moderne Endgeräte verändern die Erwartungen darüber, wie schnell zwischen Spielerfahrungen und Programmen gewechselt werden kann: sofort loslegen oder genau dort weitermachen, wo man vorher aufgehört hat – und das im Bruchteil von Sekunden. Mit der neuen Konsolengeneration hast Du mehr Zeit zum Spielen und gleichzeitig weniger Wartezeiten.
Dreh- und Angelpunkt für diese neue Art zu spielen sind Solid-State-Laufwerke (SSD). Traditionelle Festplatten haben bereits das Maximum an Rotationsgeschwindigkeiten erreicht – eine Investition in SSD I/O-Geschwindigkeiten ist der nächste Schritt, die angestrebte Leistung und Qualität von Xbox Series X zu erreichen. Neben schnelleren Ladezeiten sorgt das I/O-System für weitere Verbesserungen.
Die Xbox Velocity Architecture
Die Xbox Velocity Architecture erlaubt das enge Zusammenspiel zwischen Hard- und Software – es handelt sich dabei um eine revolutionäre neue Architektur, die für das Streaming von In-Game-Assets optimiert ist. Mit Hilfe dieser Architektur werden neue Ressourcen freigesetzt, die es in dieser Form in der Konsolen-Entwicklung noch nicht gegeben hat. Das erlaubt beispielsweise den sofortigen Zugriff auf 100 GB an Spieledaten durch Entwickler. Die Komponenten der Xbox Velocity Architecture fungieren als effektiver Multiplikator für den physischen Speicher – ein absoluter Game Changer.
„Die CPU ist das Gehirn unserer neuen Konsole und die GPU das Herz – die Xbox Velocity Architecture ist die Seele“, sagte Andrew Goossen, Technical Fellow for Xbox Series X bei Microsoft. „Die Xbox Velocity Architecture ist so viel mehr als nur schnell. Sie ist einer der innovativsten Bestandteile unserer neuen Konsole. Mit dieser Technologie revolutionieren wir, wie Spiele wesentlich größere und überzeugendere Welten schaffen können.“
Von diesem technologischen Upgrade profitieren insbesondere die großen Open World-Titel, bei denen Du die Freiheit genießt, die Welt in Deinem eigenen Tempo zu erforschen. Titel wie Final Fantasy XV, Assassin’s Creed Odyssey und Red Dead Redemption 2 haben die Erwartungen an eine lebendige, dynamische Welt dieser Generation neu definiert.
Um diese Universen für Dich noch dynamischer und erlebbarer zu machen, ist eine essenzielle Steigerung der Rechenleistung erforderlich. Dafür müssen Ressourcen extrem schnell verteilt werden, um das Erlebnis nicht zu unterbrechen – epische Aufzugsfahrten oder lange Flure sind gute Beispiele dafür, wie Entwickler das Laden von Assets kreativ verbergen. Entwickler sind zukünftig in der Lage, Ladezeiten zwischen Levels zu eliminieren oder schnelle Transportsysteme zu schaffen, die genau das sind: schnell.
Verringerte Latenzzeiten
Allerdings kann man nicht über Geschwindigkeit sprechen, ohne auch Latenzen einzubeziehen.
„Professionelle Spieler und aufwendige Titel erfordern eine präzise, reaktionsschnelle Steuerung“, so Andrew Goossen, Technical Fellow für die Xbox Series X bei Microsoft. „Das Xbox-Team analysierte die gesamte Signalkette, vom Controller bis zur Konsole und von der Konsole bis zum Display; wir haben uns selbst herausgefordert, Latenzen weiter zu reduzieren und Spielern auf Xbox das beste Erlebnis zu bieten.“
Dabei hilft die Entwicklung brandneuer Technologien wie Dynamic Latency Input (DLI) sowie die Anpassungen der HDMI 2.1-Spezifikation, um neue Funktionen wie den Support für 120hz, Variable Refresh Rate (VRR) sowie Auto Low Latency Mode (ALLM) zu ermöglichen. Das Team arbeitet seit zwei Jahren mit den führenden TV-Herstellern der Branche zusammen, und stellt sicher, dass Fernseher für die Anforderungen von Xbox Series X bereit sind.
Die neue Quick Resume-Technologie
Dann ist da noch die neue Quick Resume-Technologie. Mit den aktuellen Konsolen setzt Du das zuletzt gespielte Game jederzeit fort – das kennst Du bereits. Da die meisten Spieler jedoch (im Durchschnitt) drei bis vier Games pro Monat spielen, gibt das Team ihnen die Möglichkeit, einfach und schnell zwischen den Titeln zu wechseln. Mit Quick Resume setzt Du Spiele mit einem Knopfdruck fort und springst sofort an die Stelle zurück, an der Du aufgehört hast – und zwar bei mehreren Titeln gleichzeitig.
Da die Spielstände direkt in der SSD des Systems gespeichert werden, bleiben sie sogar erhalten, nachdem Du die Konsole ausschaltest, den Stecker herausziehst oder ein System-Update durchführst. Einer der Tester im Team hat seine Konsole eine Woche lang ausgesteckt, dann eine Aktualisierung vorgenommen und konnte immer noch dort weitermachen, wo er zuvor aufgehört hat – völlig ohne Ladebildschirm.
Spielkompatibilität setzt sich in der nächsten Generation fort
Die dritte und letzte Säule für Xbox Series X ist die Kompatibilität. Mit der Xbox One-Generation hat das Team sein Engagement für Konsolen-übergreifende Kompatibilität demonstriert und Dich und Deine Lieblingsspiele in den Mittelpunkt aller Aktivitäten gestellt. Wir alle haben unsere Lieblingserinnerungen, Franchises oder Titel, die wir auch dann noch spielen wollen, wenn die Technologie und das Spieldesign weiter voranschreiten.
Für die nächste Generation wusste das Team von Anfang an, dass Kompatibilität ein Kernthema bleibt. Das Team verpflichtete sich, dafür zu sorgen, dass Xbox One- und Xbox 360-Spiele sowie Titel der originalen Xbox auf Xbox Series X noch besser laufen werden.
Du wirst die Vorteile der verbesserten Hardware von Xbox Series X für rückwärtskompatible Spiele spüren – einschließlich verbesserter Boot- und Ladezeiten, stabilerer Bildraten, höherer Auflösungen und verbesserter Bildqualität. Das Kompatibilitätsteam arbeitet auch weiterhin an der Entwicklung völlig neuer Techniken und Innovationen, um den bestehenden Katalog von Spielen, die auf Xbox Series X laufen, noch weiter zu verbessern.
Und Spiele sind nur ein Teil des großen Ganzen: Generationsübergreifendes Gaming bedeutet bei Xbox auch, dass Du Deine Spielstände behältst und Dein Xbox One-Zubehör weiterhin nutzen kannst. Dein gesamtes Spielevermächtnis geht mit Dir in die nächste Generation.
Smart Delivery – Immer Zugriff auf die beste Version deiner Spiele
Darüber hinaus hat das Team das System mit einem generationenübergreifenden Mehrspieler-Modus ausgestattet und neue Funktionen wie Smart Delivery eingeführt. Wenn Du also ein Spiel kaufst, das Smart Delivery unterstützt, hast Du stets Zugriff auf die beste Version dieses Titels – ganz unabhängig davon, auf welcher Hardware Du spielst. Du erhältst mit einem Kauf die für alle Plattformen optimierten Versionen eines Titels. Dies ermöglicht es Dir, nahtlos zwischen mehreren Konsolen und Konsolengenerationen zu wechseln, und dabei immer die optimale Spielerfahrung zu erleben.
Xbox-Series X ist die schnellste und leistungsstärkste Xbox-Konsole aller Zeiten, entwickelt für ein Spielerlebnis, das Dich in den Mittelpunkt stellt. Wir hoffen, dass diese Einblicke auf Designentscheidungen und neue Xbox Series X-Technologien Deine Fragen beantworten und Dir eine Vorstellung geben, was Dich erwartet, wenn die Konsole im Winter erscheint.