Xbox One X跑分測試：原生4K跑得起老游兼容也完美

（本文編譯自Eurogamer，原文作者Richard Leadbetter）

在今年的E3 2017微軟發布會舉辦之前，我們期待著Xbox One X的全部遊戲潛能都能夠在舞台上得到揭示——不過最終微軟只展示了一部分原生遊戲，也正因為如此，圍繞著Xbox One X的「真4K」也產生了一些懷疑論調。

在E3展會期間，也有不少開發者提及了Xbox One X上運行遊戲的美妙成果：Monolith確認《中土世界：戰爭之影》可以原生4K運行，Respawn表示將通過動態升格至6K解析度。除此之外，《方舟》開發商Wildcard工作室，將Xbox One X類比為一台16GB顯存、搭載GTX 1070顯卡的PC。微軟本身對於Xbox One X的原生4K性能也持樂觀態度，他們已憑藉早期的跑分數據向玩家們展現了其硬體的可靠性。

今天外媒Eurogamer將公布Xbox One X的數據指標，不過在此之前也需要進行一些說明：該媒體的在三月底訪問過微軟的Redmond分部。微軟ATG的軟體工程師David Cook向他們展示了天蠍座引擎GPU的詳細信息，其中就包含詳細的性能分析。Eurogamer表示，儘管微軟曾經在之前在獨家訪談中與他們討論過主機硬體，不過卻沒有提供具體數據。於是他們通過聯繫遊戲開發者打探出了這些信息，又在這篇跑分結果發布前進行了測試。

Digital Foundary進行的跑分測試：

這一次對於天蠍座引擎（Scorpio Engine）性能特徵的探究非常美妙，除了跑分數據意外，本次演示還揭示了：在Xbox One到Xbox One X完成更新換代的情況下，主機GPU的瓶頸是否也得到了突破——計算能力對於基礎系統來說的確是決定性的瓶頸，但是在大多情況下，想要在新硬體條件下對內存、幾何或者像素做出變動，都需要開發者們從整體方向上進行大的變動，而改進的重點就在於計算方面——恰巧這正是天蠍座引擎的強悍之處。令人欣慰的是，微軟也在倡導將4倍各向異性紋理過濾升級至8倍，這對於最大限度地利用終極HD畫質是非常重要的。

本次跑分測試中微軟採用了自家的性能分析工具PIX，通過對數據進一步的捕捉，他們對Xbox One X的解析度拓展性進行了展示，進而對機器的性能瓶頸進行測定。今天Eurogamer披露了9款遊戲的跑分數據（這其中既有已經發售的遊戲，也有尚在開發的作品）。以下表格中就是跑分測試的9款遊戲以及他們在Xbox One上運行時的原始信息。

上表顯示的是參測的9款遊戲的類型、原始解析度、引擎、API、發售情況

可以看到微軟對於測試用的遊戲都使用了代號進行稱呼，不過Eurogamer的測評人員表示，你很容易通過數據猜測這些遊戲究竟是什麼：B和C分別是《極限競速7》和《戰爭機器4》，而只有《星戰前線》與代號H的項目相符。其他幾款遊戲的則不好確認：A可能是《重建核心》，G可能是《光環戰爭2》（這兩個存疑）。不過重點並不是這幾個遊戲分別是什麼，而是這些遊戲在Xbox One X上運行時，能夠獲得多少提升。

要獲得這些遊戲的PIX指標，以上的全部9款遊戲都得通過最基礎埠登陸天蠍座的開發硬體——這也意味著要從最終版遊戲當中獲取代表性的數據，這其實也是相當有難度的。

Eurogamer表示，在閱讀這些數據時我們還需要謹記，這些PIX結果僅代表GPU活動的單張「快照」效果（snapshot）——實際上，在以上任意一款遊戲運行過程中，GPU的的負荷其實都會發生劇烈的變化。不過，我們這裡假定微軟選擇了最有代表性的數據，從而展示遊戲從Xbox One到了Xbox One X的硬體條件下究竟獲得了多少的提升。

Eurogamer為了方便讀者們閱讀，已經將原始數據中的幀時間（frame-time）換算成了大家比較熟悉的幀率（frame-rate）。需要指出的是，這些數據是純粹基於GPU時間得出的，和遊戲最終發售時的官方設定的幀數上限無關。舉例來說，B遊戲（基本確定是《極限競速7》）在Xbox One上的幀時間為13ms，在Xbox One X上以4K解析度運行時則是11ms。11ms幀時間經過換算得出的幀數是90 fps，而實際上這款遊戲在發售時明顯是會鎖60幀的——測試者表示，據他們所知開發商Turn 10在新主機上還是會設下這樣的限制，這也是為了達到更加出色的畫質。

上表數據為原生解析度運行的Xbox One遊戲與Xbox One X「准系統」下以2160p運行的遊戲進行對比。數值按百分比計算，數字越高越好。數據顯示，原生1080p的幾款遊戲擴展地很好，原生900p的遊戲表現比預料中要好。至於720p？實在難以預料。

以上是一張幀率表，數值是從幀渲染時間轉換過來的。數值越大越好。原生1080p的遊戲在提升解析度後幀率還有提升，3款900p遊戲中有兩款稍有落差，數值在5%-6%左右。

這張表格顯示的是微軟提供的原始幀渲染時間數據，數據通過PIX GPU採集，單位是毫秒，數值越低越好。原生900p的遊戲D存在擴展問題，不過其他都表現良好。請謹記這只是一個非常初步的系統。

從微軟展示的信息來看，Xbox One X的設計初衷是讓原生1080p的遊戲獲得4倍的解析度提升，不過在測試者訪問微軟期間，他們又進一步提高了自己的目標：微軟不僅要將原生1080p引擎的遊戲提升至2160p解析度運行，他們還要讓原生900p的遊戲同樣達到4K運行。從跑分數據上來看，在測試的9款遊戲中大多數都達到了4倍解析度設計的目標——即便Xbox One X硬體的GPU特性我們無從得知。

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另一方面，這些以原生900p解析度運行的遊戲在Xbox One X上運行時，它們所獲得的提升也不僅僅是乾巴巴的「4倍解析度」，在三款測試產品中，有兩款還有著專門硬體針對的優化（可能），也讓整體數據顯得有些不同。

Eurogamer推測B遊戲和C遊戲分別就是《極限競速7》和《戰爭機器4》，他們已經獲得了這兩款遊戲的初始Xbox One X運行數據，也在E3展示上從微軟那獲知了遊戲的優化成果。《極限競速7》的開發商Turn 10使用的遊戲引擎ForzTech想要達到60fps（換算成幀時間就是11ms）是完全沒問題的。他們早先時候看到了較老版本的ForzaTech引擎運行的遊戲Demo，從當時的表現來看，如果以60fps為目標，遊戲大約會造成65%的GPU負載。從這一點出發來考慮，測試者表示他們很好奇，相比Xbox One上的基礎版本，Turn 10最終會帶來怎樣的畫面升級呢？現在可以確定的是，測試者試玩的Demo中紋理過濾看起來就已經相當出色了。

《戰爭機器4》的跑分結果更為美妙。的確，從數值上看想讓解析度提升到4K也是需要代價的，不過代價並不高昂——至少沒法和《極限競速》相比。另一方面，《戰爭機器4》的開發商Colition在E3上宣布將會帶來包括更高解析度的材質、更高的多邊形數、更遠的繪製距離、升級版的動態陰影並且提升反射效果的多項畫面提升。如果再聯繫上跑分後遊戲僅僅只增加了少量的幀時間，實在是難以相信《戰爭機器4》的Xbox One X版本能夠如此出色，這也說明設計師們針對Xbox One X平台做了集中而且非常重要的優化，這才能夠讓跑分數值達到現今的等級。

如果情況如此，那麼在進行跑分的3款900p遊戲當中，有兩款都應當能夠提升到原生4K解析度——同時數據也顯示，A遊戲的Xbox One X版本跑分結果僅僅與Xbox One版本在幀時間上相差了1ms，E遊戲也只是落後2ms，兩款遊戲在幀渲染時間上只是增加了接近5-6%。不過很顯然，並不是每款遊戲都能夠這麼順利地獲得提升。圖表中的D遊戲——描述顯示這是一款在Xbox One上以原生900p解析度運行的開放世界冒險遊戲，很顯然它沒辦法很好地達成原生4K解析度的目標。也許只是個巧合，在E3上以Xbox One X運行展示的開放世界冒險遊戲《刺客信條：起源》的確展現出了2160p的畫面，但是它需要運行棋盤式渲染和動態拉伸才能達成這個目標。不過很顯然，這個結果已經足以給人留下深刻的印象。

再來看看遊戲H，目前已經有了多項驗證足以證明這款遊戲是寒霜引擎運行的《星戰前線》。在Xbox One上的版本可以達到720p解析度，很顯然本作即使以Xbox One X運行也難以達到原生4K解析度。原初的數據指標顯示，這款代號為H的遊戲原本的幀數可也達到60fps，但是調整後可能會只能在38fps左右徘徊——這倒並不奇怪，因為你得知道從720p到2160p之間是有9倍的解析度增長。Eurogamer表示，這其實也符合他們最近討論的一個話題——Xbox One X的上市對於PS4 Pro其實也是一件好事。他們推測，寒霜引擎團隊會因為Xbox One X對現行的PS4 Pro政策進行調整。再根據Eurogamer對於《聖歌》這款遊戲（它在E3展示上運用了棋盤式渲染達到2160p解析度）的分析來看，其實寒霜團隊已經在背後悄悄做這件事了。

除了上述研究之外，在跑分結果中還有不少令人好奇的部分——其中最特殊的就是代號為I的開放世界遊戲。這款遊戲目前還在開發當中，使用的是一款內部引擎，遊戲基於DX12技術研發。根據跑分結果來看，在Xbox One的基礎硬體上運行遊戲，其幀渲染時間為59ms，如果以這個數據來進行測定，這部分的遊戲性能就只有17fps。這款遊戲實際上在Xbox One X上是以原生4K運行的，它的性能似乎會受到GPU的限制——如果CPU方面再存在問題，那麼後續的兼容性測定當中，這款遊戲在縮放方面的局限性就更多了。

微軟向Eurogamer提供了一份文件，其中就包含基礎硬體和Xbox One X在相同解析度下運行時的同比解析度數據。這個數據本身似乎沒有什麼意義——除了向我們揭示了：如果開發人員堅持要在兩個平台上都用同樣的解析度的話，可能會給GPU造成多麼大的負擔。不過這項數據的確與Xbox One X向下兼容Xbox One遊戲的兼容性功能密切相關。

下列表格呈現了Xbox One遊戲的比較性數據，同時還展現了它們在兩種情況下在Xbox One X的硬體上的運行情況，兩種情境存在差別：其一是在最新的XDK開發環境中進行編譯，而另一種則使用的則都是老式的開發環境（也因此都是已經發售的遊戲）。圖表中的綠條就是Xbox One X的原生數據，它代表著那些2017年7月XDK（July 2017 XDK）環境下編寫的遊戲（在這個圖表文件出爐時還尚在開發中）。而在此之後，即便是其開發人員沒有拿到Xbox One X的開發機，也沒有針對性地提升計劃，在新的XDK環境下編譯的每一款新Xbox One遊戲也都會自然地獲得了Xbox One X性能提升的支持。圖表數據顯示，相比那些早先發售的遊戲，在新XDK環境下編譯的作品就能夠獲得重大的提升。那麼這其中究竟發生了什麼變化？為何利用老式XDK編譯的遊戲就無法與新生代的產品比肩了呢？

這張圖表顯示的是遊戲從Xbox One移植到Xbox One X上的性能對比，按百分比計算（藍條表示Xbox One原版，因此數值都是100%），紅條對比的是向下兼容的Xbox One遊戲，綠條是在最新的XDK環境下以原生Xbox One X代碼重新編譯後的情況。老遊戲在進行重新編譯之後獲得了很大的性能提升。

依然是和上表一樣的數據，不過計量單位換成了基礎幀率。只有向下兼容的遊戲A沒有獲得很大的性能提升，但是使用原生Xbox One X代碼進行重編譯以後，它的提升卻是幾款遊戲中最大的（值得注意的是，這還只是一個基礎的版本）。

和前文的4K解析度對比圖一樣，表中原始數據都使用PIX採集，單位為毫秒。數值越低越好。解析度相同的情況下，藍/紅/綠分別對應的平台浮點運算能力是1.31TF、3TF、6TF。

事實證明，對早期遊戲進行兼容絕非易事，所以在運行早先發售的Xbox One遊戲時都默認使用了不同的預設。實際上，在運行這些遊戲時，半數用於渲染的後端硬體都被關閉了，像素和頂點著色器也都只能分配到40個計算單元的半數。不過我們也不能一概而論。因為相比之下，原本在Xbox One的浮點運算能力只有1.3TF，而Xbox One X的新硬體則能為老遊戲們提供3TF的運算能力支持，更進一步的來說，通過July XDK環境的編譯，這個數值還能提升到6TF。從渲染時間方面的提升來看，已經發售的遊戲應該能夠獲得足夠的額外運算能力支持，從而達到最高的動態解析度，同時還會增強各向異性過濾。微軟同時也還承諾了為向下兼容作品帶來更多的提升：包括減少讀盤時間、提升CPU機能、以及RAM緩存等等方面的提升，這些內容並不在今天發布的跑分數據當中，不過我們沒理由懷疑微軟會放我們鴿子。

從這個角度來說，微軟實現老遊戲的向下兼容原理——有效地均攤GPU資源，也能夠對PS4 Pro的「增強模式」的原理進行進一步的解釋，因為在啟動該模式時，純粹的與GPU相關的場景中，似乎只有時鐘速度（clock-speed）發生了變化。也許PS4 Pro和 Xbox One X同樣都在升級之後獲得了更加強勁的GPU，也都在運行老遊戲時有著類似的局限性，不過其間還是存在著一些差別——Xbox One X擁有更多的計算單元和更高的時鐘速度，這正是它的優勢所在。

Eurogamer的評測者表示，他們非常期待親手進行測試。而在沒有加入Xbox One X補丁的情況下，《光環5》就是一個非常棒的向下兼容測試對象，可以通過它來見證Xbox One X的兼容性以及運算能力會如何影響動態擴展。屆時Eurogamer也會推出更多測試項目。

除了兼容性之外，測試者表示他們還通過相關文檔了解了Xbox One X的GPU的基礎架構，目前他們已經確定該架構與原始的機型架構完全相配，同時也進行了相應的升級（這一點和PS4 Pro之於PS4的架構情況類似）。在架構之外，還有一些其他新特性——包括AMD的delta色彩壓縮（delta colour compression），在微軟的測試當中這項特性讓性能提升了7-9個百分點。另外，DX12 API還獨佔了一項DCC特性。事實上，在Xbox One X平台上，DX11已經調到了「維護模式」，這也說明了微軟非常希望開發者們能夠積極地謀求進步——這對於Xbox One/Xbox One X來說都大有裨益，PC版本也會受益良多。畢竟我們在PC上也能用上升級版的DX12支持。

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