Czy obecne konsole to jeszcze konsole czy już PC-ty?

W sieci zaczynają pojawiać się pierwsze bardziej szczegółowe informacje na temat konsol kolejnej generacji. Co za tym idzie jednym z tematów dyskusji jest to czy konsole zachowają swoją tożsamość czy też będą po prostu PC-tami w oryginalnej obudowie. A może już obecne konsole to przebrane PC-ty?

Zapraszam do analizy różnic między PS5/Xbox Series a "blaszakami" patrząc na hardware jak i software oraz jak to wpływa na tworzenie oraz działanie gier.
Zaznaczam jednak że nie jest to tekst o tym które urządzenie jest lepsze do grania, te wnioski należy wyciągnąć samemu.

Architektura krzemu: dwa różne światy.

W świecie gamingu od lat mamy przekonanie że konsola to po prostu zamknięty PC w małej obudowie. Choć od czasów debiutu dziewiątej generacji (PS5/Xbox Series) podzespoły rzeczywiście stały się bliźniacze (architektury Zen i RDNA od AMD), to sposób, w jaki te maszyny „myślą”, zarządzają danymi i komunikują się z twórcami gier, dzieli je bardziej niż kiedykolwiek.

1. Architektura Pamięci. Największa różnica konstrukcyjna leży w sposobie, w jaki procesor (CPU) i karta graficzna (GPU) korzystają z pamięci.

Konsola. W PS5 i Xbox Series X mamy do czynienia z Unified Memory Architecture (UMA). Konsola posiada jeden blok super-szybkiej pamięci (np. 16 GB GDDR6). Najważniejszym aspektem nie jest tu jej ilość, a brak konieczności kopiowania danych. Gdy procesor przygotowuje geometrię terenu, a układ graficzny ma nałożyć na to tekstury, obie jednostki pracują na tym samym adresie pamięci. Dane nie wędrują – one po prostu tam są, dostępne dla obu układów jednocześnie.

PC. Na PC mamy architekturę rozdzieloną. Procesor ma swój RAM (DDR5), a karta graficzna swój VRAM (GDDR6X/7). Każda informacja, która ma trafić na ekran, musi odbyć podróż:

Z dysku do RAM-u, następnie z RAM-u przez procesor do magistrali PCI-Express a dopiero potem przez magistralę do pamięci VRAM karty graficznej.

Nawet przy PCIe 5.0, ten proces generuje opóźnienia i wymaga od programistów tworzenia kopii tych samych danych w obu rodzajach pamięci. To dlatego PC potrzebuje fizycznie więcej RAM-u i VRAM-u łącznie, by osiągnąć ten sam efekt wizualny, co konsola. Nawet przy najszybszych dyskach NVMe, ten „transport” tworzy opóźnienia, których konsole po prostu nie znają.

2. Wojna o I/O. Odciążenie procesora.

Kolejnym filarem różnic jest podsystem wejścia/wyjścia (I/O). W tradycyjnym komputerze procesor (CPU) musi zajmować się wszystkim nawet rozpakowywaniem danych z dysku.

Konsole posiadają dedykowane, sprzętowe dekompresory (np. chip Kraken w PS5). Gdy gra wczytuje nową lokację, CPU w ogóle nie wie, że dane są kopiowane z SSD. Specjalny układ „odciąża” procesor, pozwalając mu skupić się w 100% na fizyce czy AI.

Na PC dekompresja danych o prędkości 5-10 GB/s może zająć nawet 4-5 rdzeni nowoczesnego procesora. W konsoli odbywa się to bez jakiegokolwiek obciążania procesora.

System Velocity na Xbox

To nie tylko sam dysk, ale cztery filary:

• NVMe SSD: Sprzętowa baza.

• Sprzętowa dekompresja: Odciąża CPU od rozpakowywania tekstur.

• DirectStorage: API, które pozwala karcie graficznej (GPU) pobierać dane bezpośrednio z dysku.

• SFS (Sampler Feedback Streaming): Prawdziwy "game changer". Pozwala konsoli ładować do RAM-u tylko te fragmenty tekstur, które są faktycznie widoczne na ekranie (a nie całe ogromne pliki). Dzięki temu 16 GB RAM zachowuje się tak, jakby było go znacznie więcej. Możesz mieć w grze tekstury o wysokiej rozdzielczości (np. 4K), które zajmowałyby 50 GB VRAM, ale dzięki SFS karta zużywa tylko ułamek tej pamięci, bo ładuje tylko to, co aktualnie "widzi" oko gracza. 

Microsoft wprowadził DirectStorage na Windowsa, by skrócić tę drogę, pozwalając karcie graficznej pobierać dane bezpośrednio z SSD. Jednak na PC deweloper nie może założyć, że każdy gracz ma dysk NVMe o prędkości 7000 MB/s. Musi pisać kod pod „najwolniejszy wspólny mianownik”, co sprawia, że gry na PC rzadko wykorzystują pełnię możliwości nowoczesnych dysków tak agresywnie, jak tytuły first-party na PS5 (np. Ratchet & Clank: Rift Apart). 

3. System Operacyjny. 

Konsola. Systemy PS5 i Xboxa działają w oparciu o mikro-jądra i wirtualizację (Hyper-V na Xboxie). System operacyjny konsoli (Orbis OS w PS5, Xbox System Software) to tzw. „thin client”. Jest on niemal niewidoczny dla sprzętu podczas grania. Kiedy uruchamiasz grę, system operacyjny „usuwa się w cień”, rezerwując dla gry stałe, nienaruszalne zasoby. Deweloper wie, że ma do dyspozycji dokładnie 7 rdzeni i np. 13,2 GB RAM. Ta przewidywalność pozwala na optymalizację co do jednego cyklu procesora. 

PC. Windows 11 to potężne narzędzie, ale dla gracza bywa kulą u nogi. W tle działają setki procesów: usługi sieciowe, telemetria, Discord, Steam, sterowniki myszy, oprogramowanie do RGB. System operacyjny na PC musi ciągle decydować, komu przyznać ułamek sekundy mocy procesora. Jeśli w kluczowym momencie walki z bossem Windows postanowi przeznaczyć jakąś moc procesora na inne zadanie, dochodzi do frame-time spike czyli nagłego skoku czasu renderowania klatki, co odczuwamy jako szarpnięcie obrazu.

4. Deweloperzy i programowanie.

Różnica w konstrukcji wymusza zupełnie inny sposób tworzenia gier. Optymalizacja na PS5 polega na wyciskaniu ostatnich potów z jednej, konkretnej specyfikacji. Na PC optymalizacja to walka o „średnią.

Kompilacja Shaderów. To zmora współczesnych graczy PC. Na konsoli shadery (instrukcje dla karty graficznej) są skompilowane raz, w biurze dewelopera, bo każdy użytkownik ma ten sam chip. Na PC każda karta graficzna mówi innym „dialektem”, gra musi je często kompilować w trakcie rozgrywki (co owocuje słynnym „shader stutter”), bo producent nie wie, czy masz kartę NVIDIA serii 50, czy starego GTX-a.

Abstrakcja API. Na PC programista rozmawia z kartą graficzną przez „tłumacza” czyli DirectX lub Vulkan. To bezpieczne, ale wolniejsze. Na konsoli programista może pisać kod „blisko metalu” (Low Level API), omijając wiele warstw systemowych i wyciskając z teoretycznie słabszego sprzętu efekty godne potężnych komputerów.

Asset Streaming. Dzięki zunifikowanej pamięci, twórcy gier na konsole mogą projektować światy, w których obrócenie kamery o 180 stopni natychmiastowo wczytuje nowe, wysokiej jakości tekstury. Na PC deweloperzy muszą stosować „bufory bezpieczeństwa”, co często oznacza większe zużycie VRAM-u przy tej samej jakości grafiki.

5. Jak to się przekłada na FPS-y?

Jeżeli chodzi o wydajność "brutto" PC wygrywa. Dzięki technologiom takim jak NVIDIA DLSS 4 czy ogromnej mocy kart serii RTX 50, komputery oferują wyższe rozdzielczości i bardziej zaawansowany Ray Tracing. Jeżeli zaś chodzi o wydajność efektywną tutaj wygrywa konsola. To urządzenie skontruowane do wyciskania z krzemu maksimum. Maszyna o mocy 10-12 TFLOPS potrafi wyświetlić obraz, który na PC wymagałby nierzadko sprzętu o mocy 20-24 TFLOPS, właśnie ze względu na brak narzutu systemowego i zunifikowaną pamięć. Porównywanie konsol i PC 1:1, patrząc na czystą specyfikację techniczną nie ma najmniejszego sensu. Komputer o specyfikacji technicznej jak konsola nie będzie w stanie wyświetlić identycznej jakości i wydajności co PS5/XboxSX.

Dziś różnica między nimi to nie tylko „pudełko pod telewizorem” vs „skrzynka pod biurkiem”. To starcie dwóch filozofii: maksymalnej optymalizacji jednego wzorca przeciwko nieskończonej mocy ograniczonej przez brak standaryzacji. Zrozumienie tych różnic pozwala pojąć, dlaczego znacznie droższy PC „krztusi się” przy tytule który na konsolach za część tej kwoty potrafi działać bez zarzutu.

6. A jak to wyglądało kiedyś?

Choć wydaje się że starsze konsole (PSX, PS2/Xbox) wydają się bardziej różne od PC-tów to zasadniczą kwestią jest jak na to spojrzymy. PSX wyposażone było w egzotyczny procesor w architekturze MIPS który nie miał nic wspólnego z ówczesnymi procesorami Intel Pentium. Nie posiadało nawet jednostki zmiennoprzecinkowej (FPU) z prawdziwego zdarzenia, co powodowało charakterystyczne „drżenie” tekstur (brak korekcji perspektywy). Architektura PS1 była tak odległa od PC, że portowanie gier wymagało pisania ich niemal od nowa. Konsole różniły się od PC głównie „językiem” procesora, ale model pracy (osobny RAM, procesor, napęd optyczny, brak szybkich dysków) był bardzo podobny do komputerowego. 

Jeśli spojrzymy na procesor, to pierwsze PlayStation było najbardziej „nie-pecetowe” w historii. Sony stworzyło maszynę, która działała na zupełnie innych zasadach matematycznych niż komputery biurowe.

Jeśli jednak spojrzymy na przepływ danych (architekturę), to obecne konsole są bardziej unikalne. Pierwszy Xbox był dosłownie pecetem z napędem DVD, podczas gdy PS5 to maszyna, w której granica między dyskiem, pamięcią RAM a kartą graficzną niemal zniknęła co w świecie PC, ze względu na jego modularność (możliwość wymiany części), jest technicznie niemożliwe do powtórzenia.

"Stare" konsole vs obecna generacja a PC.

• Zunifikowana Pamięć (UMA): w PS1 czy Xboxie 1 (i na współczesnym PC) RAM i VRAM były/są osobno. Dzisiejsze konsole zlikwidowały tę barierę. To sprawia, że pod kątem zarządzania danymi PS5 jest bardziej „obce” dla typowego PC niż pierwszy Xbox 25 lat temu.

• Dedykowane koprocesory (Silicon Customization): Pierwszy Xbox polegał na surowej mocy Pentium III. PS5 i Xbox Series posiadają wewnątrz głównego chipu (SoC) dziesiątki małych jednostek, które zajmują się wyłącznie dźwiękiem 3D, dekompresją danych czy szyfrowaniem. PC wciąż musi większość tych zadań „zrzucić” na główny procesor.

• Brak BIOS-u i warstw abstrakcji: Stare konsole i PC miały dość długi proces bootowania i komunikacji między podzespołami. Dzisiejsze konsole są zaprojektowane tak, by od stanu „zero” do pełnego wykorzystania mocy SSD mijały milisekundy. Na PC Windows wciąż potrzebuje warstw sterowników, by „dogadać się” z dyskiem.
  

7. Podsumowanie

Czy obecna generacja konsol to jeszcze konsole? Według mnie zdecydowanie tak. Oczywiście są to urządzenia inaczej zaprojektowane niż np. konsole z przełomu wieków. Są gracze którzy tęsknią za graniem "z płyty", bez instalowania. Niestety dzisiaj nie jest po prostu możliwe z prostego powodu. Szybkość transferu napędu w pierwszym Xboxie czy PS2 to maksymalnie 6.6 MB/s. Dysk twardy umieszczony w pierwszym Xboxie miał szybkość 10MB/s. Różnice był znikome. Obecne napędy Blu-Ray to transfer danych na poziomie maks 54 MB/s zaś dysk PS5 to 5500 MB/s... Są inne kwestie które odróżniają kolejne generacje konsol jednakże z całą pewnością można stwierdzić że te obecne obrały swoją własną scieżkę, inną niż ta którą podążają PC-ty i na swój istotny sposób urządzenia te mocno różnią się od siebie. JEstem ciekaw co przeniesie kolejna generacja w tej kwestii.