Por qué las unidades SSD lo cambian todo en la Xbox Series X y la PS5: los desarrolladores de videojuegos están entusiasmados

La aparición de los detalles técnicos de la PS5 y la Xbox Series X ha dejado claro que tenemos ante nosotros una generación de consolas con una potencia insólita a nivel de CPU y GPU, pero puede que ese dato quede en segundo plano ante otro que plantea la verdadera revolución.

Se trata de las unidades SSD de estas consolas. En Microsoft se centraron en los TFLOPS de su GPU, pero en Sony Mark Cerny quiso restar relevancia a ese apartado y centrarse en el cambio total que plantean las nuevas unidades SSD que se integrarán en sus PS5. Y lo cierto es que cuanto más lo pensamos, más coherentes parecen sus argumentos. Veamos por qué el SSD puede llegar a ser el componente estrella de estas dos consolas.

Microsoft presume de SSD, pero no tanto

El debate general actual se ha centrado en esa llamativa cifra de los TFLOPS. Como explicábamos en la comparativa de esos datos técnicos entre la Xbox Series X y la PS5, los datos en bruto parecen revelar que la consola de Microsoft es más potente que la de Sony.

Pero como decía Cerny, comparar TFLOPS de una máquina con TFLOPS de otra no es suficiente. En el rendimiento final influyen muchas más cosas, y precisamente la unidad SSD es la que podría influir más en la experiencia de juego. Más incluso que esa potencia bruta.

Microsoft también integra una unidad SSD de última generación. Su sistema de almacenamiento hace uso del estándar PCIe 4.0, y según los datos de Microsoft es posible alcanzar hasta 2,4 GB/s de transferencia en datos brutos y hasta 4,8 GB/s en datos comprimidos.

Las cifras son espectaculares si las comparamos con las unidades de la mayoría de los PCs y portátiles actuales (hay excepciones con rendimientos de hasta 3 GB/s, pero no son muchas), pero palidece ante los 5,5 GB/s de la unidad SSD de las PS5.

Microsoft además no dio tantos detalles sobre esa puesta en escena de este tipo de almacenamiento. Mientras que Mark Cerny dedicó buena parte de su presentación de una hora a hablar del SSD, en Microsoft el comentario en su anuncio oficial era más breve.

Allí los responsables de Microsoft explicaban cómo en este apartado es donde entra en juego la llamada Xbox Velocity Architecture, una tecnología "optimizada para el streaming de los recursos durante el juego. Esto desbloqueará nuevas capacidades nunca antes vistas en el desarrollo de videojuegos para consolas, permitiendo que 100 GB de recursos de juegos (texturas, por ejemplo) están instantáneamente accesibles para el desarrollador".

Andrew Goossen, uno de los responsables de este desarrollo, explicaba que "la CPU es el cerebro de nuestra nueva consola y la GPU su corazón, pero la Xbox Velocity Architecture es el alma". Él sí perfilaba brevemente el impacto de una arquitectura que "va mucho más allá de los tiempos de carga rápidos. Se trata de revolucionar cómo los videojuegos pueden crear mundos muchísimo más grandes y atractivos".

Aquí era donde este ingeniero explicaba que eso se mostrará claramente sobre todo en juegos con mundos abiertos en los que los jugadores tienen libertad de explorar a su ritmo y manera, y en varios títulos como "Final Fantasy XV, Assassin's Creed Odyssey o Red Dead Redemption 2 han redefinido las expectativas de mundos vivientes y dinámicos en esta generación". Con las nuevas consolas y estas unidades SSD esas expectativas son espectaculares.

Para lograr este propósito en el glosario de las Xbox Series X encontramos algún detalle más. Allí nos hablan de la llamada DirectStorage, un nuevo componente de la familia DirectX que permite reducir el consumo de CPU para estas operaciones y hace uso de una pequeña fracción de uno de los núcleos, liberando considerable potencia para el juego.

Otros componentes del funcionamiento del sistema de entrada salida y la gestión del SSD será un bloque específico para la decompresión de hardware —que también libera a la CPU— y el llamado Sampler Feedback Streaming. Aún así, en Microsoft parecían enfocar muchas de esas mejoras a liberar a la CPU de esas tareas, mientras que en Sony parecen centrarse en lograr tasas de transferencia mucho más altas que permitan inundar de datos la memoria instantáneamente. La explicación de Sony, como veremos a continuación, era mucho más extensa y detallada.

En Sony lo tienen claro: el SSD lo cambia todo

Mark Cerny lo dejaba claro en su reciente presentación de las características técnicas de la PS5. "Para mí, el SSD es realmente la clave para la próxima generación [de consolas]. Cambia las reglas del juego".

El arquitecto jefe del desarrollo de la PS5 recordaba la decisión de incluir un disco duro en la anterior generación: "estaba claro que la presencia de un disco duro en todas las PS4 estaba teniendo un impacto positivo. Un montón de cosas que simplemente hubieran sido imposibles con la velocidad de los discos Blu-ray eran ahora posibles".

Sin embargo, explicaba, los desarolladores llevaban años enfrentándose a un problema: las unidades de disco duro presentes en estas consolas no eran lo suficientemente rápidas. "Un montón de tiempo de desarrollo se estaba invirtiendo en diseñar con esa limitación de las bajas velocidades de disco en mente".

Cerny se enfocaba luego a un único dato que mostraba las diferencias entre los discos duros de las PS4 y las unidades SSD de las PS5. Para dejar claras esas diferencias nos hablaba del tiempo que tarda en cargarse un gigabyte de datos en un disco duro.

La dificultad aquí, destacaba, es que "el disco duro no es ni lo suficientemente rápido ni flexible". Aun teniendo todos los datos en un bloque contiguo, algo "francamente poco probable", puedes cargar entre 50 y 100 MB por segundo dependiendo de dónde estén situados los datos en el disco. Si es en la parte externa se obtendría la velocidad más alta (100 MBs), así que el disco tardaría 10 segundos en cargar 1 GB.

La compresión usada en la PS4 ayuda a meter más datos en el disco Blu-ray y también a impulsar la velocidad de transferencia del disco duro con ese ratio de compresión. Con la librería Zlib que usan para este propósito, la PS4 permite actualmente acelerar esas velocidades en un 50% aproximadamente.

El problema es que los datos suelen estar repartidos por toda la superficie del disco, y eso hace que al tiempo total haya que sumarle un montón de tiempos de búsqueda de esos sectores. Cada uno de esos procesos suele llevar entre 2 y 50 ms.

Si tenemos en cuenta que por norma general en el disco duro 2/3 partes del tiempo se dedican a la búsqueda de sectores y 1/3 parte a la transferencia de datos, al final el tiempo estimado de transferencia de 1 GB de datos desde el disco duro sea de unos 20 segundos.

Un GB de datos no es demasiado para un juego —los juegos de la PS4 normalmente utilizan 5 o 6 GB de RAM en distintos momentos para tener todos esos datos preparados—, así que los tiempos de lanzamiento y carga del juego se vuelven preocupantes.

Al final, explicaba Cerny, el jugador espera constantemente. Lo hace "cada vez que el juego arranca, que carga, que el nivel se recarga cada vez que muere y también que se usa ese 'fast travel'" o 'viaje rápido' que permite "teletransportar" al jugador entre dos localizaciones en juegos como 'Fallout 4'.

Todos esos tiempos hacen que de repente la unidad SSD cobre sentido y reduzca de forma excepcional esos tiempos de carga. Desaparecen los tiempos de búsqueda, que son instantáneos, y se logran anchos de banda que son de al menos 5,5 GB/s en las unidades de la PS5.

La comparación que hacía Cerny era contundente, y de hecho ya ni siquiera usaba 1 GB de datos para esa comparativa, sino 2 GB porque en la nueva generación "hay más memoria". El cálculo estimado con los datos que manejaba Cerny lo dejaba claro: de los 20 segundos para cargar 1 GB de datos con el disco duro de la PS4 se pasaba al objetivo de cargar 2 GB de datos en 0,27 segundos en la PS5.

Lo importante, no obstante, quizás no sea eso

"Para mí esta no es la razón principal para cambiar de un disco duro a un SSD. La razón principal para cambiar a un SSD ultrarápido es que da al diseñador de juegos libertad". Con un un disco duro, esos 20 segundos que tardan en cargarse los datos "pueden sabotear el juego que el desarrollador está tratando de crear".

"¿Qué pasaría si la unidad SSD fuese tan rápida que a medida que el jugador se girase sobre sí mismo, fuera posible cargar las texturas para todo lo que está detrás suyo en ese instante?". se preguntaba este ingeniero. Con las velocidades que se manejan en la unidad SSD de la PS5, ese medio segundo que el jugador tarda en girarse permitiría cargar unos 4 GB de datos comprimidos de datos (como texturas) en memoria.

Entre las técnicas que se manejaban hasta ahora en juegos que dependían del disco duro estaban las de situar zonas de un mapa de forma próxima en el almacenamiento o, con más frecuencia, duplicar datos para que estén en distintas partes del disco y así se eviten largos tiempos de búsqueda.

Eso, explicaba Cerny, "son cosas que atascan el estilo de un director creativo: o bien el diseño de niveles se vuelve algo aburrido en ciertos lugares, o los datos se duplican tantas veces que ya no caben en el disco Blu-ray y acabas teniendo límites importantes en la velocidad a la que pueden correr los personajes o pueden alcanzar los coches. El jugador no puede ir más rápido de lo que el disco duro puede cargar los datos".

Los parches y actualizaciones empeoran aún más esa situación, pero todo ello se erradica con la unidad SSD, que añade una ventaja más. La memoria de sistema se puede usar de forma mucho más eficiente.

Con el disco duro la PS4 debe tener en memoria los datos que se estima que se usarán en los próximos 30 segundos de juego: buena parte de los 8 GB de la consola están inactivos, desperdiciados esperando a que se acceda potencialmente a ellos.

Con la PS5, nos decía Cerny, la unidad SSD "se acerca mucho a poder considerarla como tener más memoria RAM. Normalmente será lo suficientemente rápida para que cuando te des cuenta de que necesites ciertos datos, puedas simplemente cargarlos desde la unidad SSD y usarlos. No hay necesidad de tener un montón de datos aparcados en la memoria del sistema que están esperando a que los uses potencialmente".

De hecho, destacaba este ingeniero, el excelente comportamiento de la unidad SSD hace que los 16 GB de memoria GDDR6 "sean los adecuados par ala PS5" porque la presencia del SSD "reduce la necesidad de un salto masivo intergeneracional" que por ejemplo plantearía saltar a 32 GB de RAM en las consolas de nueva generación de Sony.

Los desarrolladores están encantados (sobre todo al hablar de la PS5)

Las dos consolas parecen querer dejar claro que la unidad SSD es crucial, pero en Sony hicieron un especial hincapié en ello. La respuesta por parte de los desarrolladores, que es a quienes iban dirigidos todos estos datos, parece haber sido espectacular. Muchos de los siguientes comentarios pertenecen a desarrolladores de empresas muy alineadas con Sony que hablaron tras el evento de la PS5 así que se deben contemplar con perspectiva, pero mucho de lo que indican es también extrapolable a la Xbox Series X.

Most crucial part of the @cerny presentation imo. The SSD in the PS5 (and all the associated IO hardware) is going to fundamentally change how we design videogames by removing limitations we've been working around the last two gens. https://t.co/XDcj2BJ5gV

— Anthony Newman (@BadData_) 18 de marzo de 2020

Still tripping about this #PS5 SSD spec. Like, people don’t even know how big of a leap in terms of game design can be made, especially for 1st party that doesn’t have to design to lowest common denominator. By far the biggest leap in my career. Can’t wait.

— Kurt Margenau (@kurtmargenau) 19 de marzo de 2020

Anthony Newman, co-director de la célebre Naughty Dog y del esperado 'The Last of Us 2', indicaba que para él la unidad SSD era la parte crucial de toda la presentación que hizo Cerny. "Va a cambiar totalmente cómo diseñamos videojuegos al eliminar limitaciones con las que hemos tenido que lidiar en estas dos últimas generaciones". Lo mismo opinaba su compañero en esa desarrolladora Kurt Margenau, que lo calificaba como "de lejos el mayor salto [generacional en consolas] en toda mi carrera".

In theory, the #PS5’s SSD means developers can worry a little less about level streaming and memory micro-management which is a huge time sink late on in the dev cycle and the source of many bugs. This means it might actually help to reduce crunch! 👍

— James Cooper (@_James_Cooper) 19 de marzo de 2020

James Cooper, otro desarrollador que ha trabajado en compañías como Insomniac, Naughty DOg, Crytek o Codemasters indicaba que integrar esa unidad SSD en las PS5 "significa que los desarrolladores pueden preocuparse menos en el streaming del nivel del juego al la microgestión de la memoria" algo que podría hacer el trabajo de los desarrolladores mucho más sencillo. "¡Podría de hecho reducir el crunch!", adelantaba.

It's not about load times. It's about accessing data super fast on the fly. It can change how worlds are designed. It's a fundamental shift.

— John Linneman (@dark1x) 18 de marzo de 2020

Otros muchos coincidían. Andrew Maximov, de PrometheanAI -que proporciona tecnología para desarrollo de mundos virtuales— se mostraba igual de entusiasmado, y el experto John Linneman, de Eurogamer, explicaba que de hecho lo importante de estas unidades SSD no es tanto sus tiempos de carga o velocidades: es poder acceder a los datos súper rápido de forma instantánea. Para él eso "puede cambiar cómo se diseñan los mundos [virtuales]. Es un cambio fundamental".

Muy de acuerdo con él se mostraba un desarrollador de la pequeña desarrolladora Breakfall, que explicaba aún en más detalle el impacto que estas unidades SSD pueden tener en la PS5 —y por extensión en la Xbox Series X—:

"Las unidades SSD marcan la diferencia al hablar de esta generación. No hablamos de "tiempos de carga" en sentido clásico. Esa es una forma anticuada de pensar en la forma en la que los datos llegan de tu disco duro. Llevamos más de 10 años haciendo streaming de mundos en tiempo real. El problema es que nuestros activos [texturas, por ejemplo] son hoy en día absolutamente enormes, como lo son las distancias que hay que simular, y nuestros discos duros no pueden mantener ese ritmo. Significa que a medida que te mueves por el mundo estamos intentando detectar e incluso predecir qué activos necesitan cargarse. Toneladas de restricciones se ponen en marcha debido a esa velocidad de transmisión y streaming.
Una unidad ultra rápida como la que tiene la PS5 supone que podrás cargar el activo LOD de máxima calidad para tus modelos de forma mucho más ambiciosa de lo que podías hacerlo antes, y por tanto podrás crear mundos del modo que quieras sin preocuparte de si se transmitirán al juego lo suficientemente rápido. La unidad de la PS5 es tan rápida que supongo que podras cargar vecindarios enteros de una ciudad con todos sus mapas a súper alta resolución en un pestañazo. Es emocionante. La gente no se da cuenta de que eso también afectará al nivel visual a lo bestia. Si podemos transmitir en mundos más grandes y con el más alto nivel de detalle esos mapas disponibles, los juegos tendrán un aspecto mucho mejor".

I've only paid close attention to the data compression engines on both systems so far. Microsoft's BCPack system will likely be very strong. The MS engineers behind this tech are very smart.

— Richard Geldreich (@richgel999) 18 de marzo de 2020

Algunos desarrolladores como Richard Geldreich se centraban además en la compresión que ofrecerán la PS5 y la Xbox Series X y que sacará aún más partido de esas unidades SSD. Para este experto la consola de Microsoft podría tener ventaja, aunque ciertamente destacaba el soporte hardware para la decompresión con el nuevo algoritmo llamado Kraken del que habló Mark Cerny.

Quedan desde luego incógnitas por resolver, y será interesante ver si las ventajas en potencia bruta de la Xbox Series X compensan su desventaja aparente en su sistema de almacenamiento. El impacto de esa unidad SSD puede que no sea global: como apuntaban los desarrolladores del juego 'Chivalry II', la mejora "dependerá del tipo de juego", pero reconocían estar entusiasmados con la adopción de esta tecnología en las consolas.

Puede que ambos apartados al final queden no siendo tan importantes: probablemente lo que marque la diferencia al final será el catálogo de juegos disponibles y, por supuesto, el precio de ambas consolas. Y aún así, parece claro que las unidades SSD son realmente un cambio generacional espectacular tanto para la Xbox Series X como para la PS5.