Gears of War: E-Day usa SSD do Xbox Series S para contornar limite de memória
A The Coalition desenvolveu um sistema que utiliza o SSD NVMe do Xbox Series S como uma camada adicional de memória em Gears of War: E-Day. A tecnologia foi criada em colaboração com a equipe de plataforma do Xbox e o Grupo de Tecnologia Avançada da Microsoft para permitir que o jogo mantenha uma cidade ampla e densamente povoada no console, apesar dos 10 GB de memória GDDR6 disponíveis no aparelho.
A solução pode se tornar um modelo para futuros jogos do Xbox Series S e de outras plataformas com restrições semelhantes de memória. Segundo informações apresentadas pela equipe de desenvolvimento, o recurso permitiu preservar a densidade do mundo de E-Day sem exigir uma versão drasticamente reduzida do jogo no console de entrada da atual geração.
Como o SSD passa a funcionar como memória
A ideia parte de um princípio conhecido na computação: diferentes tipos de armazenamento oferecem capacidades e velocidades distintas. Os caches dos processadores são extremamente rápidos, mas comportam poucos dados. A memória RAM tem mais espaço, embora seja mais lenta que esses caches. Já os SSDs oferecem capacidade muito maior, mas possuem tempos de acesso superiores aos da memória principal.
Em condições normais, os jogos precisam manter na RAM todos os dados essenciais para a renderização e para a execução das mecânicas em tempo real. Quando a memória disponível chega ao limite, os desenvolvedores precisam reduzir a quantidade ou a qualidade dos elementos carregados, diminuir a complexidade dos cenários ou criar soluções específicas para evitar travamentos e quedas de desempenho.
Em Gears of War: E-Day, a The Coalition criou um sistema de streaming personalizado que permite armazenar no SSD dados que não estão sendo acessados naquele momento. Quando determinado recurso se torna necessário, ele é transferido novamente para a RAM do console. Na prática, o SSD passa a atuar como uma camada complementar de memória, ampliando o espaço disponível para o sistema de streaming.
A tecnologia não transforma o SSD em uma substituição direta da RAM. A memória de armazenamento continua sendo mais lenta e não pode receber qualquer tipo de dado sem impacto no desempenho. Por isso, a equipe seleciona cuidadosamente quais informações podem ser paginadas sem prejudicar a experiência.
Heurísticas definem o que permanece na memória
A parte mais complexa do sistema está na decisão sobre quais dados devem continuar na RAM e quais podem ser enviados ao SSD. Para isso, a The Coalition utiliza heurísticas capazes de acompanhar os padrões de acesso do jogo e identificar quais recursos foram usados mais recentemente.
Dados acessados com frequência permanecem na memória principal. Já elementos que não foram utilizados durante um frame ou ao longo de uma sequência de frames podem se tornar candidatos à paginação. Assim, o sistema tenta manter na RAM apenas os recursos mais importantes para o momento atual da experiência.
Esse processo exige um equilíbrio delicado. Se um recurso for retirado da RAM e solicitado imediatamente pelo jogo, o console terá de recuperá-lo do SSD. O procedimento pode consumir tempo e causar quedas na taxa de quadros caso seja utilizado de maneira excessiva. A velocidade do SSD NVMe do Series S é fundamental para que a transferência ocorra sem que o jogador perceba interrupções.
A diretora técnica Kate Rayner explicou que a equipe precisou ajustar o sistema com cuidado, já que o uso exagerado da paginação pode prejudicar o desempenho. O sistema operacional também precisa de tempo para recuperar a memória liberada, o que pode fazer o jogo atingir uma situação de falta de memória enquanto aguarda a conclusão dessas operações.
Uma cidade com 1,6 milhão de personagens
A tecnologia se tornou especialmente importante por causa da escala planejada para Gears of War: E-Day. O jogo apresenta uma cidade extensa e densa, com cerca de 1,6 milhão de personagens considerados no funcionamento do mundo. Manter uma quantidade tão elevada de elementos foi um dos principais desafios de otimização no Xbox Series S.
O console possui uma CPU mais poderosa que a encontrada em máquinas da geração anterior, como Xbox One X e PlayStation 4 Pro. O principal obstáculo está na memória: o Series S conta com 10 GB de GDDR6 compartilhada, enquanto o Xbox Series X possui 16 GB.
A diferença limita a quantidade de informações que pode ser mantida simultaneamente na memória do modelo mais barato. Em vez de reduzir drasticamente a quantidade de personagens, a densidade dos cenários ou a qualidade geral dos recursos, a The Coalition decidiu explorar o armazenamento rápido do console.
De acordo com o estúdio, apenas um recurso importante precisou ser removido em Gears of War: E-Day para alcançar uma taxa de 60 quadros por segundo no Series S: os reflexos gerados pelo sistema Lumen. Ainda será necessário aguardar testes independentes e a análise final do jogo para confirmar como a solução se comportará em diferentes situações de gameplay.
Uma possível referência para o futuro do Xbox
A estratégia adotada por Gears of War: E-Day sugere que os SSDs dos consoles podem cumprir um papel mais amplo do que simplesmente reduzir telas de carregamento e acelerar o streaming de cenários. Com sistemas adequados, eles também podem aliviar a pressão sobre a memória RAM e permitir mundos mais complexos em máquinas com especificações limitadas.
A The Coalition afirma acreditar que está entre os primeiros estúdios a utilizar essa abordagem de maneira tão integrada ao desenvolvimento de um jogo. Outras equipes já teriam demonstrado interesse na técnica, o que pode estimular novas soluções para o Xbox Series S.
O método, porém, não elimina as limitações de hardware. O SSD é mais lento que a RAM, ocupa espaço de armazenamento e exige uma programação cuidadosa para não gerar gargalos. Ainda assim, a iniciativa mostra que a otimização pode ir além da redução de resolução, da retirada de efeitos visuais ou da diminuição da quantidade de objetos na tela.
Se funcionar conforme planejado, Gears of War: E-Day poderá demonstrar que o Series S não precisa necessariamente receber mundos menores ou versões muito simplificadas dos grandes lançamentos. A pergunta é até onde essa técnica pode ser levada antes que os custos de transferência comecem a afetar a fluidez.
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O uso do SSD como uma camada complementar de memória pode representar uma saída inteligente para prolongar a vida útil do Xbox Series S, mas também aumenta a complexidade do desenvolvimento. Você acredita que essa tecnologia será suficiente para manter o console relevante nos próximos anos ou prefere que os estúdios adotem versões visualmente mais simples para garantir desempenho estável? Participe do debate nos comentários do Geek de Fênix.
Fonte: Digital Foundry