360와 PS3의 그래픽의 차이의 이유

360/PS3 Graphical Differences Explained

It seems that with each release of every major multiplatform title, the internet is immediately hit by floods of “X is better than Y version,” and console comparison videos. Yet is there any known reason as to why such differences occur and is it either an inevitability or something that can easily be avoided? Let’s take a look…

The PlayStation 3 and the Xbox 360 use different GPU’s from different manufacturers, and whilst it’s clear to the user that the PS3 model has a stronger processor, what remains unclear is which has a better GPU. In such case, the PS3 uses a GPU made by Nvidia called the RSX, whereas the 360 uses a GPU made by ATI called Xenos.

The Xenos is clocked at 500Mhz with a unified shader core and 48 unified pipelines and likewise the RSX also clocks at the same speed, but the difference is that the RSX has a dedicated shader core and only 24 pixel pipelines and 8 vertex pipelines. What difference do pipelines and shaders make I hear you ask? Well, simple shaders take 3D objects constructed of polygons and change it into what you see on the screen through the use of two types of shaders – vertex shaders and pixel shaders. The pixel shader is a type of shader program that computes colours, shadows, bump mapping, lighting etc, and the vertex shader is left with looking after pixels and adds special effects to objects in a 3D environment.

Shader pipelines are simply the roads in which the data travels – the more the pipelines the better. Now the Xbox 360’s GPU has 48 unified shaders that can be used for both pixel shaders and vertex shaders, whilst the PS3 makes use of 24 pixel pipelines and 8 vertex pipelines. This means that the PS3 can’t get more then 24 pixel pipelines at any given time, whereas the 360 GPU can have 48 pipelines open to developers to be used for pixel and vertex pipelines therefore explaining why most multiplatform titles have a better frame rate on 360 than their PS3 counterpart. Now here’s the tricky bit, the Cell can be used to handle vertex calculations, which means it can decrease the work needed to be done on the GPU, which explains why some of the multiplatform games have framerate issues on the PS3. Developers don’t take the time and effort to change the coding from working on those 8 vertex shaders to the CPU which is done with Uncharted 2, even during the early PS3 lifecycle the SPU’s weren’t used.

The Xenos ship is divided into 2 GPUs; the main Die and the daughter Die, which has 10mb of eDRAM. The eDRAM in the Xenos chip have self processing memory control which makes it possible for the Xenos chip to use anti-aliasing (AA) and alpha-blending without affecting the frame rate. Aliasing is needed when low resolutions occur, so the lower the resolution the more AA you will need. Even some of the 720p games need some good AA, and most of the current games on the market have sub-HD resolution like Halo ODST running on 640p and Modern Warfare 2 running on 600p resolution and up-scaled to 720p. So these games will need AA to make the graphics look smooth and so the majority of multiplatform games on Xbox 360 look cleaner and sharper then their PS3 counterpart. If PS3 games were running on native 1080p, AA wouldn’t be needed but in that case you’ll need high textures to match and each console isn’t capable of having both, but then again the Cell can be used to do AA calculations.

Both GPU’s have an equal amount of memory, and half of the PS3 memory is XDR which gives it much faster access to the CPU which gives the PS3 an upper hand in some cases but that makes it harder to deal with two different sets of memories and that effects things like textures, but the 360 will need to decompress textures to be able to run the game smoothly because of the limitations the DVD creates and the none mandatory hard drive.

The PlayStation 3 and the Xbox 360 have both great games that look amazing, but each has strengths that can be used to push each system. The PS3 has a faster CPU which helps the GPU, and the Cell is one of the rare cases which a processor can be used for graphical calculations, because it is strong enough to handle that along with physics, sound stream etc. Whereas the 360 has a better GPU with standard AA. So, despite differences at least we can now identify some reason behind the varied graphical output seen within multiplatform games.

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360와 PS3의 그래픽의 차이의 이유 (360/PS3 Graphical Differences Explained)

대작 멀티플레폼 게임이 출시되는 즉시 인터넷에는 "이 콘솔버전이 저 콘솔버전 보다 낫다"와 비교영상으로 홍수를 이룬다. 그러나 그 차이가 쉽게 극복가능한 건지, 아니면 영원히 극복 불가능한 지에 대한 설명은 없다. 이제 살펴보도록 하겠다.

PS3와 엑스박스360는 서로 다른 제조사의 다른 GPU를 사용한다. PS3가 강력한 프로세서를 쓰는 것은 모두들 인정하는 사실이지만, 확실치 않은 것은 뭐가 더 나은 GPU인가이다. PS3는 엔비디아에서 만든 RSX라는GPU를 쓰고 360은 ATI에서 만든 헤노스(Xenos)라는 GPU를 사용한다.

헤노스(엑박)는 통합 셰이더 코어이고 48개 파이프라인을 가진 500Mhz GPU이다. RSX(플스)또한 같은 500Mhz로 돌아간다. 하지만 차이점은 RSX는 전용 셰이더 코어이고 고작 24개 픽셀파이프 라인 그리고 8개 버텍스 파이프라인만 가지고 있다. 파이프라인과 셰이더 차이가 어떤 결과를 만드는지 궁금할 것이다. 심플셰이더는 선형태로 3D 오브젝트를 불러오고, 버텍스 셰이더와 픽셀 셰이더는 우리가 화면을 통해 보는 모습으로 바꾼다. 픽셀 셰이더는 색깔, 그림자, 범프맵핑, 광원 등을 계산하는 셰이더의 일종이고, 버텍스 셰이더는 3D 환경의 물체에 특수 효과를 덧붙이는 역할을 한다.

셰이더 파이프 라인은 간단히 데이터가 지나가는 길이다. 파이프 라인이 많으면 많을 수록 낫다. 360의 GPU는 픽셸셰이더와 버텍스셰이더, 동시에 활용될 수 있는 48개 통합 셰이더를 가졌다. 반면 PS3는 24개의 픽셸 파이프 라인과 8개의 버텍스 파이프라인만이 제작시 활용된다. 360 GPU가 픽셸파이프라인과 버텍스 파이프라인 양쪽으로 쓸 수 있는 48개의 파이프 라인을 전부 활용할 수 있지만, PS3 GPU는 24개 이상의 픽셀 파이프 라인은 활용할 수 없다는 뜻이다. 이제 약간 까다로운 부분이다. 셀은 버텍스 계산을 다룰 수 있다. 그것은 셀이 GPU가 하는 일을 줄여줄 수 있다는 것을 의미한다. 여기서 왜 PS3에서만 프레임 문제가 생기는 지 설명이 가능하다. 개발자들은 언차티드 2가 한 것처럼 8개의 버텍스 셰이더의 역할을 CPU로 이전하는 코딩을 하는데 시간과 노력을 들이지 않는다. 심지어는 초기 PS3 시절에는 SPU가 쓰이지도 않았다.

헤노스칩(엑박)은 10메가 바이트 eDRAM을 가진 2개의 GPU로 나눠진다. eDRAM가진 덕분에 헤노스 칩은 안티 얼라이싱과 알파 블랜딩을 프레임율 저하 없이 사용할 수 있다. 얼라이싱은 저해상도일때 더욱 필요하다. 720p 게임이라도 일부는 안티 얼라이싱이 필요하고, 현재 판매중인 대부분의 게임들은 HD급 이하 해상도이다. 640p로 돌아가는 ODST와 600p인 모던워페어 2는 그 대표적 예이다. 따라서 이 게임들은 부드럽게 보이기 위해선 안티얼라이싱이 꼭 필요하다. 그래서 대부분의 멀티플래폼 게임들이 360에서 더 깨끗하고 선명하게 보이는 것이다. 만약 PS3 게임이 1080p로 돌아간다면 안티얼라이싱은 필요 없을 것이지만, 양콘솔 모두 고해상도에 맞는 고품질의 텍스쳐 구현은 불가능하다. 하지만 셀은 안티얼라이싱에도 활용될 수 있다.

양 GPU 모두 같은 메모리를 가지고 있고, PS3 메모리의 절반은 XDR이다. XDR은 CPU 접근을 더욱 빠르게 하기 때문에 좋기도 하지만, 텍스쳐 같이 두가지 종류의 메모리를 다뤄야하는 경우에는 단점이 되기도 한다. 360또한 DVD 용량의 한계 때문에 게임을 부드럽게 돌리기 위해선 압축한 것을 복원하는 작업이 별도로 필요하다.

PS3와 엑스박스360 모두 멋진 그래픽의 게임들이 있다. PS3는 GPU를 돕는 빠른 CPU가 있다. CPU가 그래픽 계산에 쓰일 수 있는 것은 드문 경우이다. 반면 360은 표준 안티얼라이싱을 가진 더 나은 GPU가 있다. 양 기종의 차이점을 보면 왜 멀티 플래폼 게임들의 그래픽이 서로 다른지 이해가 될 것이다.