Por dentro do X-Box

O X-Box é um caso bastante interessante, pois utiliza conceitos bem diferentes dos videogames tradicionais. Basta citar que ele roda o Windows 2000 e virá com um HD de 8 GB.

O Hardware do X-Box é bem parecido com os PCs com componentes onboard que conhecemos. A placa mãe acomoda o chipset de vídeo, som, rede e uma interface IDE. Na configuração original o X-Box viria com um processador Pentium III de 600 MHz e um HD de 10 GB. O Pentium III perdeu metade do cache pelo caminho e virou um Celeron de 600 MHz, mas logo se recuperou e virou o Pentium III de 733 MHz anunciado mais recentemente. O HD encolheu para 8 GB e a memória RAM continua sendo de apenas 64 MB.

A princípio não parece nada de especial. Um Pentium III com 64 MB de RAM, com vídeo onboard e rodando o Windows 2000 para um usuário de jogos? No mundo dos PCs seria a receita para o desastre, não é mesmo? Mas, no caso do X-Box, a combinação tem uma grande chance de dar certo.

Em primeiro lugar porque o vídeo onboard não é um i740 ou um SiS qualquer coisa e sim um nVidia nv25, um chipset desenvolvido especialmente para o X-Box, que conta com 60 milhões de transístores e opera a 250 MHz, com potência suficiente para executar 1 bilhão de operações por segundo, contra apenas 800 milhões do GeForce 3.

Na placa, o nv25 fica bem ao lado do processador, cercado por 4 chips de memória DDR, de 16 MB cada um. Isso demonstra que os 64 MB não serão atualizáveis.

Os 4 chips formam dois bancos de memória distintos, que são acessados simultaneamente, o que a nVidia chama de Twin Bank. Se você leu a minha análise do nForce (https://www.hardware.com.br/analises/nforce/index.asp), já conheceu bastante sobre o Hardware do X-Box, pois o nForce nada mais é do que uma versão reduzida do mesmo chipset usado no console. O “reduzida” significa que o sistema é essencialmente o mesmo, mas alguns “detalhes” fazem a diferença entre os dois. Para início de conversa, o nForce é equipado com um chipset de vídeo bastante inferior ao do X-Box.

Voltando ao tema principal, estes 64 MB de memória são compartilhados entre a placa de vídeo e o processador, mas não existe uma configuração fixa. Cada jogo poderá utilizar a configuração mais adequada às suas necessidades. Segundo o divulgado pela Microsoft, o X-Box terá um barramento de 6.4 GB/s com a memória, o que indica que serão utilizados chips de memória DDR de 200 MHz, mais rápidos dos que os pentes de 100 ou 133 MHz que usamos nos PCs de mesa.

Como um Pentium III não usa tanto barramento com a memória assim, a grande maioria destes 6.4 GB/s ficarão à disposição da placa de vídeo.

Você pode achar estranho usar um chipset de vídeo tão poderoso, num video-game que será acoplado a uma televisão e ficará limitado à resolução e aos 30 quadros por segundo desta.

A verdade é que o X-Box foi desenvolvido pensando nas HDTVs, que prometem começar a ser um bem popular daqui pra frente, daí a resolução máxima de 1920 x 1080 suportada pelo console.

Ao ser usado numa TV comum, entra em ação o FSAA, suportado pelas placas GeForce, onde é gerada uma imagem maior que a que será exibida no monitor. Esta grande imagem é então reduzida, até a resolução desejada. A vantagem é que durante a redução, os pixels são fundidos, gerando novos pixels com cores intermediárias através de um algoritmo inteligente. Isso permite suavizar os contornos dos objetos e melhorar o aspecto das texturas, resultando numa qualidade de imagem muito superior. Em compensação, o trabalho da placa de vídeo também é muito maior.

Numa HDTV o FSAA é desativado, já que já estamos trabalhando com a resolução máxima, mas numa TV comum é usado o FSAA 4x, onde é gerada uma imagem com uma resolução 4 vezes maior que a que será exibida. Caso tenha uma GeForce, você pode brincar com este recurso, ativando o FSAA através das propriedades de vídeo.

Graças ao FSAA, o X-Box terá uma qualidade de imagem muito boa se considerarmos as limitações de uma TV comum.

Voltando às especificações do nv25, mais um recurso importante é o suporte à compressão de texturas, com um algoritmo que pode diminuir em até 8x o tamanho dos arquivos. Isso ajuda a resolver o problema da relativa falta de memória (se comparado a um PC) já que os jogos poderão armazenar até 128 MB de texturas utilizando apenas 16 MB, um quarto da memória RAM disponível.

Só para citar um pouco daqueles dados que os fabricantes usam para impressionar os incautos, o nv25 é capaz de processar até 125 milhões de polígonos por segundo. Só para ter uma idéia melhor do que isso significa, cada um dos Velociraptors do Jurassic Park 1 foi construído com apenas 300.000 polígonos. Mesmo considerando o uso de um frame-rate de 60 quadros por segundo, o que já seria o dobro que a TV é capaz de exibir, teríamos mais de 2 milhões de polígonos por frame, o suficiente para reproduzir vários dinossauros cinematográficos.

Dificilmente algum jogo chegará a utilizar tantos polígonos, já que quanto mais detalhes, mais trabalho para o desenvolvedor e chegar nesse nível é trabalho para ser usado em uma superprodução, não num jogo. No final das contas a capacidade de aplicar texturas é a especificação mais crítica.

Esta é a característica mais incomum, simplesmente por que até agora nenhum console trouxe um HD interno. A idéia é dar mais agilidade aos jogos, eliminando o tempo de carregamento entre as fases e economizar alguma memória RAM, permitindo que as trilhas sonoras sejam gravadas no HD ao invés de na memória RAM. Isto será feito durante as fases iniciais do jogo, não será necessário perder tempo instalando-o como num PC.

Outro recurso trazido pelo uso do HD é a possibilidade do uso de memória virtual. Como o X-Box vem com apenas 64 MB de memória, é bem provável que os jogos mais complexos precisem lançar mão deste recurso. Será um desafio para os desenvolvedores trabalhar usando memória virtual sem prejudicar o desempenho dos jogos.

Finalmente, o HD servirá também para armazenar save-games e para armazenar demos de jogos, patches, ou outros softwares baixados via Web.

Como não poderia deixar de ser, o X-Box roda o Windows, afinal é uma criação da Micro$oft. O sistema usado é o Windows 2000, com o Direct-X 8. O Windows 2000, neste caso, é uma versão customizada para o X-Box, que trará apenas o Kernel do sistema e o necessário para fazer o console funcionar; até por que uma instalação default do Windows 2000 consome quase 48 MB de memória RAM, como o X-Box tem 64, sobraria pouca coisa para rodar os jogos, isso sem falar no tempo de boot, algo que seria intolerável num console.

O fato da configuração do console ser tão parecida com a de um PC, incluindo o Direct-X, não é mera coincidência. A idéia é atrair os desenvolvedores de jogos para PCs, assim como desenvolvedores que atualmente desenvolvem para outras plataformas. Sem dúvida é muito mais fácil desenvolver usando o Direct-X do que desenvolver para o Play Station 2, por exemplo.

No final das contas, atrair bons desenvolvedores acaba sendo mais importante do que a própria configuração do console, afinal, quem faz sucesso são os jogos, não as especificações técnicas.

Como não existe preocupação com a multitarefa, já que um console de jogos só roda um aplicativo por vez, o Windows do X-Box permitirá que os jogos utilizem funções com prioridade zero dentro do sistema operacional, um grau de prioridade que no Windows 2000 para PCs é dada apenas ao Kernel do sistema.

Isso permite que os desenvolvedores trabalhem mais perto do hardware, o que em teoria pode melhorar bastante o desempenho dos jogos.

O X-Box utilizará um leitor de DVDs ao invés de um drive de CD comum. Este é um passo natural já que atualmente os jogos mais elaborados vêm em vários CDs. Além disso, com o uso do DVD a Microsoft aproveitou para incluir o recurso de utilizar o console como um DVD Player. Isso pode ser um grande incentivo, afinal um DVD Player custa hoje quase o mesmo preço do X-Box, que será vendido por 300 dólares nos EUA.

Temos aqui uma solução integrada ao próprio chipset, aliás com os mesmos recursos do som e rede integrados ao nForce para micros PC. Existe ainda a possibilidade de usar um modem, vendido como opcional.

Veja um trecho da minha análise do nForce, onde explico os recursos dos chipsets de som e rede, que também estão presentes no X-Box:

Descendo para a ponte sul do chipset, ou MCP como a nVidia prefere chamar, temos os demais componentes do chipset, que controlam as interfaces IDE, portas USB e claro os chipsets de som e rede integrados.

O APU, ou Audio Processing Unit, é a parte responsável pelo áudio, que por sinal é o mesmo usado no Xbox. Segundo as especificações, ele é capaz de reproduzir 256 vozes de áudio em 2D e até 64 vozes, quando forem utilizados os efeitos de áudio 3D, usando o EAX. Só para efeito de comparação, a Sound Blaster Live, que oferece uma boa qualidade de som, apesar do preço um pouco salgado, suporta 64 vozes em 2D e 32 vozes em 3D.

Superar os recursos de uma Sound Blaster Live não é muito difícil atualmente, pois trata-se de uma placa com 2 anos de idade. O que impressiona é que o som onboard de uma placa de 150 dólares possa ser capaz disso.

Finalizando, o nForce virá com uma interface de rede 10/100 e suporte a um softmodem, que poderá ser adicionado através de um riser (um encaixe que lembra um slot PCI invertido, que equipará as placas com o nForce, como na foto abaixo). Ambos são auxiliados por um recurso chamado StreanThru, que promete melhorar a velocidade de transferência da placa de rede, assim como os Pings nos jogos, tanto usando o modem, quanto usando uma conexão de banda larga.

Basicamente, o StreanThru faz com que as transmissões da rede e modem tenham prioridade sobre as transmissões feitas por outros periféricos. Isso faz com que as transferências possam ser iniciadas instantaneamente, ganhando alguns preciosos milessegundos. Não é nenhum divisor de águas, mas é mais uma pequena melhoria a se somar com as demais.

A inclusão da interface de rede e do modem visa, claro, permitir os jogos online, um recurso essencial para qualquer console daqui pra frente. Através da placa de rede é possível acessar via banda larga, ou através de uma conexão compartilhada através do PC e o modem serve como um último para quem mora em áreas onde ainda não existe nenhum serviço disponível, ou simplesmente acha que o modem ainda é um melhor custo-benefício.

O acesso à internet também será importante para baixar os Patches para os jogos, que com certeza serão comuns, dada a similaridade com o desenvolvimento de jogos para PCs. Outra possibilidade que deve ser explorada pelos fabricantes é a de baixar novos níveis ou expansões para os jogos.

Um Pentium III de 733 MHz seria um processador no máximo mediano para um PC atual, mas têm potência de sobra para as funções que desempenha no X-Box. Graças ao uso do FSAA e ao suporte a T&L (onde a placa de vídeo executa parte das funções que tradicionalmente seriam trabalho do processador), o trabalho do processador é pequeno em relação ao chipset de vídeo. Tanto que a idéia original era utilizar um Pentium III de 600 MHz e depois um Celeron. No final das contas a Intel optou por fornecer processadores de 733 MHz, já que o custo de produção seria o mesmo.

Não se sabe se será usado o velho Pentium III Coppermine, ou se será usada uma versão baseada na técnica de 0.13 mícron, mas de qualquer forma a Intel deve trabalhar com uma margem de lucro muito baixa neste caso, pois inicialmente a Microsoft pretendia utilizar um AMD Duron no X-Box. O acordo estava quase fechado, quando a Intel apareceu com uma oferta irrecusável. Isso dá a entender que ofereceram o Pentium III por um preço mais baixo que o Duron da AMD (que já devia estar bem abaixo da tabela), não é à toa que não divulgaram os valores do acordo…

Veja no diagrama abaixo a forma como os componentes estão dispostos no X-Box e a semelhança com um PC comum:

1. Gabinete externo
2. Placa mãe
3. Processador (Pentium III 733)
4. Ponte norte do chipset com vídeo integrado
5. Chips de Memória RAM
6. Ponte sul do chipset (inclui os chipset de som e rede)
7. Bateria do CMOS
8. Fonte de alimentação
9. Conector da fonte
10. Saídas USB
11. Conector de rede
12. Outros conectores