چرا TFLOPS معیار مناسبی برای مقایسه ایکس باکس سری ایکس و پلی استیشن 5 نیست؟

مایکروسافت و سونی شرکت‌های بزرگی هستند که سال‌ها است کنسول بازی تولید می‌کنند. جدیدترین نسل از کنسول‌های بازی ایکس‌باکس سری ایکس (Microsoft Xbox Series X) و پلی‌استیشن ۵ (Sony PlayStation 5) هستند که به‌لطف انتشار اخبار رسمی، اطلاعات زیادی از آن‌ها می‌دانیم. دو کنسول بازی یادشده درصورت تغییرنکردن برنامه‌ی سونی و مایکروسافت به‌دلیل شیوع ویروس کرونا، قرار است در فصل تعطیلات پیش‌ روی سال جاری میلادی دردسترس علاقه‌مندان قرار گیرند. قدرت پردازشی کنسول‌های پلی‌استیشن ۵ و ایکس‌باکس سری ایکس در واحد ترافلاپس (TFLOPS) اعلام شده و بحث‌و‌جدل زیادی میان کاربران ایجاد کرده است. در این مقاله، سعی می‌کنیم به نکات مثبت و منفی استفاده از واحد ترافلاپس برای بیان قدرت پردازشی کنسول‌های بازی اشاره کنیم.

البته واحد فلاپس مزیت مهمی درمقایسه‌با واحدی نظیر مگاهرتز دارد. براساس اطلاعات موجود، فلاپس از لحاظ تئوری به میزانِ کاری ارتباطی مستقیم دارد که در هر ثانیه در حال انجام است. سرعت کلاک (Clock Speed) معمولا به‌منظور نشان‌دادن این قانون به‌کار برده می‌شود که هرچه عدد مدنظر در واحد مگاهرتز بزرگ‌تر باشد، آن سخت‌افزار عملکرد سریع‌تر و پرقدرت‌تری دارد. در واحد فلاپس، عدد بزرگ‌تر قرار است به‌معنی بهتربودن عملکرد باشد. 

آیا واقعا عدد بزرگ‌تر فلاپس به‌معنی عملکرد بهتر است؟ نه همیشه. فهمیدن دقیق این موضوع و گمراه‌نشدن به بررسی بیشتری نیاز دارد. خبر خوشحال‌کننده این است که مقایسه‌ی ایکس‌باکس سری ایکس و پلی‌استیشن ۵ با اتکا بر واحد فلاپس از مقایسه‌ی سخت‌افزار ساخت AMD و انویدیا و اینتل در حالت معمول کاری ساده‌تر است. 

فلاپس چه اطلاعاتی دراختیارتان قرار می‌دهد؟

فلاپس به‌معنی «عملیات ممیّز شناور در ثانیه» (FLoating point Operations per Second) است. امکان اندازه‌گیری واحد فلاپس با دقت‌های مختلف نظیر ۱۶ و ۳۲ و ۶۴ بیت وجود دارد. در صنعت بازی‌های ویدئویی، از دقت ۳۲ بیتی استفاده می‌شود. به‌منظور محاسبه‌ی واحد فلاپس باید تعداد هسته‌ها را در سرعت کلاک و نسبتِ «فلاپس به دوره‌ی کاری» ضرب کنید. این روش محاسبه به‌خوبی ضعف‌های فلاپس را به‌عنوان معیاری گیمینگ مشخص می‌کند؛ زیرا فلاپس فقط می‌تواند از لحاظ ریاضی و با اتکا بر اعداد توان عملیاتی هسته‌های پردازنده‌های گرافیکی را اندازه‌گیری کند.

درواقع در معیار فلاپس، به توانایی‌های اجزای دیگر به‌کاررفته در کارت گرافیک توجهی نمی‌شود که از بین آن‌ها می‌توانیم به عواملی نظیر نرخ پرکردن پیکسل (Pixel Fill Rate) و نرخ پرکردن بافت (Texture Fill Rate) اشاره کنیم. منظور از نرخ پرکردن پیکسل، شمار پیکسل‌هایی است که پردازنده‌ی گرافیکی می‌تواند در هر ثانیه روی نمایشگر به‌تصویر بکشد. همچنین، نرخ پرکردن بافت شمار واحدهای بافت را نشان می‌دهد که پردازنده‌ی گرافیکی در هر ثانیه روی پیکسل‌ها ترسیم می‌کند. این دو معیار تأثیر درخورتوجهی روی عملکرد مطلق پردازنده‌های گرافیکی می‌گذارند.

اگر برای فهمیدن نقض‌های واحد فلاپس به‌منظور نشان‌دادن قدرت عملکرد نهایی به‌دنبال مدرک می‌گردید، بهتر است به کارت گرافیک AMD Radeon VII نگاهی بیندازید. در تصاویر زیر، می‌توانید بنچمارک کارت گرافیک یادشده را هنگام اجرای بازی‌های مختلف ببینید و عملکرد آن را با عملکرد کارت‌های گرافیک دیگر مقایسه‌ کنید. ناگفته نماند رسانه‌ی ExtremeTech این آمار را در سال ۲۰۱۹ ثبت کرده است:

کارت گرافیک وگا ۶۴ AMD با پیکربندی ۴۰۹۶:۲۵۶:۶۴ قدرت پردازشی ۱۲/۶۷ ترافلاپس کارت گرافیک Radeon VII با پیکربندی ۳۸۴۰:۲۴۰:۶۴ قدرت پردازشی ۱۴/۲ ترافلاپس را ارائه می‌دهد. روی کاغذ، رادئون ۷ درحدود ۱/۱۲ درصد قدرت پردازشی بیشتری از وگا ۶۴ دارد. همچنین، با درنظرگرفتن این حقیقت که عدد یادشده عددی تئوری است و بهبودهای اعمال‌شده در کارت‌های گرافیک هنگام عملکرد در دنیای واقعی اندکی کم‌رنگ‌تر هستند، در حالت معمول می‌توان انتظار داشت رادئون ۷ درحدود ۱/۰۷ تا ۱/۱۰ برابر سرعت پردازشی بیشتری از کارت گرافیک دیگر داشته باشد. اعداد یادشده صرفا با اتکا بر معیار فلاپس ذکر شده‌اند. گفتنی است این دو کارت گرافیک AMD مبتنی‌بر معماری GCN هستند. 

رادئون ۷ تقریبا ۹۴ درصد از تعداد واحدهای بافتی و ۹۴ درصد از تعداد هسته‌های GPU و فرکانس پردازشی پایه و بوست تقریبا ۱/۱۲ برابر بهتر از وگا ۶۴ دارد. اعداد به‌دست‌آمده به روش ریاضی، نشان می‌دادند تفاوت عملکرد بین رادئون ۷ و وگا ۶۴ باید کمتر باشد؛ اما دیدیم واقعیت چیز دیگری است. 

به‌خاطر داشته باشید این مقایسه‌ در واحد فلاپس، در بهترین حالت ممکن ثبت شده است. دو کارت گرافیک رادئون ۷ و وگا ۶۴ برپایه‌ی یک نوع معماری ساخته شده‌اند و قابلیت‌ها و هسته‌های به‌کاررفته در آن‌ها شباهت بسیاری زیادی دارد. 

چرا فلاپس را نمی‌توان معیاری دقیق به‌شمار آورد؟

دلیل تبدیل‌نشدن فلاپس یا حتی واحد «فلاپس + سرعت کلاک» به معیاری دقیق به‌منظور ثبت عملکرد پردازشی کارت‌های گرافیک رادئون ۷ و وگا ۶۴، موضوعی است که به تحلیل نیاز دارد. واحد فلاپس به افزایش درخورتوجه پهنای باند حافظه‌ی کارت گرافیک رادئون ۷ از وگا ۶۴ توجهی نمی‌کند. دیگر معیارهایی که در عدد نهایی واحد فلاپس اثرگذار نبوده‌اند، اعمال بهبود در میزان تأخیر عملکرد و توانایی رادئون ۷ برای دستیابی به سرعت پردازشی بیشتر در مدت‌ طولانی‌تر هستند. همان‌طورکه در بررسی رسانه‌ی Anandtech از کارت گرافیک رادئون ۷ می‌بینیم، حتی هنگام مقایسه‌ی این کارت گرافیک با کارت وگا ۶۴ با فرکانس ایستای ۱/۵ گیگاهرتز، در مواردی شاهد هستیم که دو کارت یادشده عملکردی مشابه دارند. در برخی سناریوها نیز، رادئون ۷ تقریبا ۱۶ درصد سریع‌تر است.

دو واحد فلاپس و «فلاپس + سرعت کلاک» نمی‌توانند با دقت زیاد تمامی قدرت عملکرد پردازنده‌های گرافیکی را ثبت کنند؛‌ زیرا معیارهای اشاره را دربر نمی‌گیرند. بررسی‌های کارشناسان نشان می‌دهد بسته به قدرت پردازشی پردازنده‌ی گرافیکی هنگام انجام کاری خاص، رادئون ۷ می‌تواند در برخی سناریوها تا ۱/۱۶ برابر عملکردی بهتر از وگا ۶۴ از خود نشان دهد؛ حال‌آنکه فرکانس پردازشی آن‌ها روی یک عدد قفل شده باشد. 

چرا نظردادن درباره‌ی قدرت پردازشی پلی‌استیشن ۵ و ایکس‌باکس سری ایکس کار سختی است؟

اگر بخواهیم تنها یک دلیل برای بیان این موضوع بیاوریم که ایکس‌باکس سری ایکس قرار است برخلاف مشخصات سخت‌افزاری، در عملکرد واقعی ضعیف‌تر از پلی‌استیشن ۵ باشد، می‌توانیم به رویکرد مایکروسافت برای جداسازی پهنای باند ۱۰ گیگابایت از حافظه از ۶ گیگابایتِ دیگر اشاره کنیم. همچنین، کُندتربودن کش SSD کنسول سری ایکس می‌تواند در‌این‌زمینه اثرگذار باشد. مایکروسافت در طراحی حافظه، رویکردی غیرمعمول و عجیب در پیش گرفته است. تا پیش از عرضه‌ی ایکس‌باکس وان ایکس که از رم GDDR5 استفاده می‌کند، در کنسول ایکس‌باکس وان شاهد بودیم مایکروسافت از ۳۲ مگابایت کش و رم کُندتر DDR3 استفاده کرد.

در‌حال‌حاضر، اگر صرفا به مشخصات سخت‌افزاری به‌ویژه واحد فلاپس اتکا کنیم، به این نتیجه می‌رسیم ایکس‌باکس سری ایکس قرار است از لحاظ قدرت پردازشی و نمایش محتوای گرافیکی، عملکرد بهتری از پلی‌استیشن ۵ از خود برجای بگذارد. هنوزهم عوامل دیگری وجود دارند که روی نحوه‌ی مقایسه‌ی دو کنسول یادشده با یکدیگر اثرگذار هستند؛ به‌ویژه معیارهایی که ارتباطی به سخت‌افزار ندارند؛ ازجمله ارائه‌ی بهتر ابزار توسعه به توسعه‌دهندگان و پشتیبانی از خود کنسول. آیا می‌توان فلاپس را معیاری مناسب برای مقایسه‌ی عملکرد کنسول‌های بازی به‌شمار آورد؟ حتی در بهترین حالت ممکن نیز فلاپس معیاری عالی نیست.

دیدگاه شما کاربران زومیت درباره‌ی قدرت پردازشی کنسول‌های بازی جدید سونی و مایکروسافت دچیست؟

*تصویر منتسب‌ به پلی‌استیشن ۵ در عکس اصلی مقاله ساختگی است و طراحی ظاهری رسمی این کنسول بازی را به‌تصویر نمی‌کشد.