Backwards Compatibility Xbox One uitgelegd

We worden doodgegooid met het backwards compatibilty verhaal. Elke dag maar weer. Maar hoe zit dit nu precies technisch in elkaar? Hoezo kunnen we nu ineens 360 games op onze One spelen?

Het overbrengen van de Xbox 360 GPU functionaliteit naar die van de Xbox One is best een prestatie. Het implementeren van de Xbox 360 tri-core 3.2 GHz PowerPC CPU in de zes x86 Jaguar cores lijkt bijna een onmogelijke taak maar op één of andere manier is het gelukt. Een geweldige prestatie van het engineering team.

Xbox (de oude)

Deze functie is niet te vergelijken met wat er toentertijd op de Xbox 360 richting de Xbox plaats vond. Daar was voor elke game een maatwerk aanpassing nodig. In dit geval heeft Microsoft een meer uitgebreide aanpak genomen waarbij men een virtuele machine laat lopen op de Xbox One. Deze omgeving heeft alle Xbox 360 OS onderdelen in zich, die niet aan de voorkant benaderbaar zijn, waardoor de software in staat wordt gesteld zich zo te gedragen zoals dit op de originele console ook gebeurt. De Xbox One ziet deze “Xbox 360 app” als een eigen game waardoor functies zoals screenshots maken en het delen van video’s gewoon mogelijk is. De emulator ondersteunt zowel digitale games als het gebruik van de originele DVD discs, al zijn de discs niet meer dan een autorisatie-sleutel om de game te laten werken, de inhoud van de game zelf komt van het internet af.

De nieuwe functie zit nog in het preview programma en dit houdt in dat het nog steeds onder ontwikkeling is. Daarom laat het nog maar een beperkt aantal titels toe. De werkende games moeten Noord-Amerika of region-free schijfjes zijn. Waar de Xbox One op ingesteld staat, dat maakt niet uit. Microsoft is nog bezig om het gebruik van multi-disc games mogelijk te maken. De titels die nu gespeeld kunnen worden zijn nogal basic en geven niet veel werk aan de Virtuele Machine. Mass Effect en Perfect Dark Zero zijn de uitzonderingen hierop. Deze games vragen al wat meer van de VM en zijn waarschijnlijk toegevoegd als een stress-test om de capaciteit van de virtuele machine te testen en om de eventuele plussen en minnen vast te stellen.

We zien al gelijk dat de Xbox One de standaard 1080p output van de Xbox 360 nabootst met daarin een paar kleine verschillen. Het contrast niveau van de Xbox One is iets versterkt en er is een subtiele verscherping toegepast. Gelukkig zijn deze verschillen alleen merkbaar als je de twee versies naast elkaar vergelijkt en doen niets af aan de prestatie in het algemeen. Daarnaast zijn er geen andere beeldkwaliteits verbeterende functies toegepast en zijn alle lighting en textures aanwezig. Het is dus net zo goed als op de originele Xbox 360. De titels die getest zijn laten deze virtuele machine op zijn best zien en produceren de meest precieze ‘emulatie’.

Screen Tearing

Dit betekent niet dat andere verbeteringen niet mogelijk zijn. Als voorbeeld, de Xbox 360 games die nu op de One draaien laten geen ‘screen tearing’ (zie afbeelding) zien.

Zelfs de titels die dit hiervoor wel hadden, worden nu met de v-sync in werking, uitgevoerd. V-sync is een optie in de grafische kaart die ervoor zorgt dat het beeld van de game synchroon loopt met de vernieuwingssnelheid van de monitor. Juist dit laatste zorgt ervoor dat, als dat niet goed loopt, er al een nieuw beeld wordt ingeladen als het oude nog niet klaar is met opbouwen. Dan krijg je dus het ‘scheuren’ van de beelden, het screen-tearen. De Xbox One heeft de mogelijkheid de v-sync in werking te zetten en dit fenomeen tot het verleden te laten behoren. Dit laatste gaat alleen wel ten koste van de framerate.

Mass Effect is sneller

Om de voor en nadelen van deze virtuele machine in kaart te brengen, hebben we een aantal voorbeelden voor je.

Met de beperkte beschikbaarheid van het aantal games is het geen verrassing dat Mass Effect deze week als demonstratiegame op de E3 werd getoond. Het is de enige Unreal 3 engine game op de lijst en dus ideaal om eens goed te bekijken wat deze game nu precies in de virtuele omgeving doet. Zeker gezien de problemen die Mass Effect als één van de eerste titels op de Xbox 360 had. De game liet veel screen-tearing, veel texture pop-in en framerate issues zien. Issues die in de daaropvolgende games allemaal onder handen waren genomen. We schreven er al eerder over maar de resultaten op de Xbox One waren verrassend te noemen.

De plussen zaten vooral in de laadtijden en de texture streaming prestaties. De data laadde meestal tot een paar seconden sneller in en de texture streams waren een stuk sneller. Texture streaming is het inladen van textures voordat ze in beeld komen om zo het beeld vloeiender te laten lopen. Ook waren er subtiele verbeteringen te zien in de manier waarop de characters belicht waren en hoe bepaalde effecten werden getoond. In de eerste cut-scenes zijn bepaalde grafische effecten beter en anders op de Xbox One.

En dan de prestaties. Hier wordt het echt interessant. De eerste indrukken zijn positief waarin de framerate tijdens de cutscenes aanzienlijk verbeterd is. Zoals eerder gemeld zorgt de emulator dat het gebruik van de v-sync functie in alle 360 games die op de Xbox One aangezet wordt om zo alle screen-tear in de game weg te halen. Dit klinkt leuk op papier maar is, zodra je de game speelt, heel merkbaar. Een ander voorbeeld is Jetpac Refuelled. Een basic arcade game en een remake van het in 1983 gemaakte origineel. Deze draait constant op een solide 60 fps en is visueel een kopie van de originele Xbox 360 versie.

Een analyze van Mass Effect op de Xbox 360 en de Xbox One, waarbij we simultaan de verbeteringen in screen-tear en cutscenes laten zien, stipt wel een aantal problemen qua prestatie tijdens de gameplay aan. Naar het er nu uitziet draait de game, zowel tijdens de vecht- en de exploratie-momenten, zo’n 30 procent langzamer op de Xbox One, waarbij een afwijking van zo’n 5 tot 10 fps op willekeurige momenten merkbaar is. De al wat trage ervaringen op de originele hardware is op sommigen punten zowat onspeelbaar op de Xbox One. Een explosie in de treinscene in de eerste missie liet de framerate dalen naar zo’n 10 fps. We vermoeden dat het forceren van de v-sync hier schuldig aan is, al zou het ook aan de problemen van de CPU efficientie van de eerste Unreal Engine 3 titels kunnen liggen. Met het komen van de latere Unreal Engine titels zal duidelijker worden waar deze terugval aan ligt. Het is best spannend hoe dit zich in de komende maanden gaat ontwikkelen en we kunnen niet wachten tot er meer Unreal Engine titels gaan komen om dit nog beter te testen. Maar voor nu is dit wel een minpunt in het spelen van de game.

Perfect Dark Zero

De beruchte Perfect Dark Zero, een geflopte opvolger van een goed origineel, was een Rare titel die samen met de originele 360 werd gereleased. Deze game had altijd al problemen. Een lage framerate met veel screen-tear. Een lage 1152 x 640 resolutie zonder anti-aliasing en daarbovenop nog eens een lelijke artstyle. Toch had deze titel een aantal indrukwekkende features zoals high quality object motion blur en prachtige lighting effecten. Het goede nieuws is dan ook dat deze visuals compleet intact zijn gebleven op de Xbox One.

Net zoals bij Mass Effect, pushed de One v-sync in de game waardoor de tearing verdwijnt. Aangezien dit op de 360 echt heel aanwezig was, kunnen we dit alleen maar toejuichen. Maar net zoals in Mass Effect zorgt dit voor een vertraging waarbij we een verschil van zo’n 4 tot 6 fps zien. Omdat de tearing zo dramatisch was, is deze vertraging in framerate best te slikken en laat het een stabielere game zien dan op de Xbox 360. We hopen dat de emulator verbeterd gaat worden waardoor de v-sync zonder verlies van framerate kan worden gebruikt.

Perfect Dark, de eerste van deze serie, laat daarentegen een goede prestatie zien. Deze opnieuw uitgebrachte en verbeterde Xbox 360 game ziet er nu helemaal, met 1080p en 60 fps, prachtig uit ten opzichte van zijn originele N64 versie. Helaas laat deze game wel een onverwacht probleem in de virtual machine zien. Het ondersteunt intern nog geen resoluties boven de 720p. Als je dit dus op de Xbox One laat draaien, schaalt het de game omhoog naar 1080p, terwijl de originele Xbox 360 een full HD presentatie levert. De aanwezigheid van aliasing, kartelranden langs de lijnen van een object in beeld (zie afbeelding), geeft aan dat het beeld omhoog geschaald is. Al zijn er weinig full HD titels op de 360 te vinden, toch hopen we dat dit in de toekomst opgelost gaat worden. De rest van het spel loopt zoals verwacht met weinig dips in de prestatie. De vertragingen die we zien, zaten ook al in het origineel op de 360. Sommige textures worden wel wat vager op de Xbox One maar als je daar geen last van hebt, is de game goed speelbaar.

Conclusie

Het is een indrukwekkende technische prestatie om de veelheid van Xbox 360 titels naar de current-gen van Microsoft te brengen. Een prestatie waarbij je je soms afvraagt hoe de technici dit voor elkaar hebben gekregen. Er wordt vermoed dat het vasthouden aan de DirectX 9 API voor ontwikkelaars een rol speelt om de instructies van de ene generatie GPU naar de nieuwe generatie GPU makkelijker te laten verlopen. Hoe dit met latere 360 games zal gaan werken, is maar de vraag. Daar is namelijk gebruik gemaakt van specifieke DX9 programmatuur om dichter bij de machine te komen.

Het is nog interessanter om erachter te komen hoe Microsoft de CPU virtueel heeft kunnen maken. Het imiteren van een tri-core 3.2 Ghz processor op een zes core 1.75 Ghz moet een giga klus zijn geweest. Naar wat we begrijpen heeft de Xbox 360 CPU 2 threads per core en het benaderen van die threads gaat op een nogal primitieve manier waarbij de processor effectief zes 1.6 Ghz threads verwerkt. We vermoeden dat de virtuele machine elke thread aan één x86 core toekent en het zo laat werken. Hopelijk laat Microsoft ooit wat meer over dit technologisch hoogstandje horen. Voor nu kan je niet anders zeggen dan dat de virtuele machine verbluffend goed werkt, ook al draait het op preview code. Maar er zijn ook nog een aantal issues. Zeker als je naar een game zoals Mass Effect kijkt. Gelukkig hebben de technici nog de tijd om alle puntjes op de i te gaan zetten. Ondanks alles blijft het een prestatie wat Microsoft hier heeft volbracht en geven die momentjes dat de virtuele machine, het origineel overtreft, grote verwachtingen voor wat er nog komen gaat.

bron: Digital Foundry