Auf der Prozessorkonferenz Hot Chips 29 hat Microsoft die technischen Eckdaten des Scorpio-Engine-SoC offengelegt, der in der Xbox One X steckt. Den Vortrag hielt John Sell, Distinguished Engineer bei Microsoft, am 21. August 2017 in der GPU-and-Gaming-Session. Der Chip packt einen octa-core x86-Prozessor und eine kundenspezifische GPU auf einen einzigen Die und war von Anfang an auf natives 4K-Gaming hin entworfen. Im Vergleich zur Xbox One X der ersten Stunde zeigt sich, wie viel Arbeit in dieser Hardware steckt.

Aufbau des SoC und Fertigung

Gefertigt wird die Scorpio Engine bei TSMC im 16-nm-FinFET-Prozess. Rund 7 Milliarden Transistoren verteilen sich auf einer Die-Fläche von 359 mm2. Auf der CPU-Seite arbeiten acht Enhanced-Jaguar-Kerne, aufgeteilt in zwei Cluster zu je vier Kernen, getaktet mit 2,3 GHz. Das liegt klar über dem Takt der ursprünglichen Xbox One. Die GPU greift auf eine angepasste AMD-Architektur jener Generation zurück und bringt 40 Compute Units mit.

Bei 1,172 GHz GPU-Takt und 128 FLOP pro Takt kommt die Scorpio Engine auf eine rechnerische Spitzenleistung von rund 6,0 TFLOPS in einfacher Genauigkeit. Sell ging in seinem Vortrag darauf ein, dass der SoC auch mit Blick auf das Power-Management ausgelegt wurde. Ziel war ein einheitliches Leistungsniveau, damit niemand im Online-Betrieb durch bessere Hardware im Vorteil ist.

Speichersystem und Bandbreite

Bei der Speicheranbindung setzt Microsoft auf 12 GB GDDR5 an einem 384 Bit breiten Bus. Daraus ergeben sich 326 GB/s Bandbreite, genug Datendurchsatz für 4K-Auflösungen. Genau dieser Punkt war ein zentraler Teil der Auslegung, denn die GPU braucht für die native 4K-Ausgabe entsprechend viel Speicherzugriff.

Die auf Hot Chips 29 gezeigten Zahlen dokumentieren die Designentscheidungen hinter der Xbox One X bis hinunter auf SoC-Ebene und zeigen, wo die Hardware in der damaligen Konsolengeneration stand. Die technische Aufarbeitung der Präsentation ist zu finden im offiziellen Hot-Chips-Programmseite.