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DDR3 (Xbox One) vs GDDR5 (PlayStation 4)

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| PS4 XBO - Reportaje |

PlayStation 4 a 1080p y Xbox One a 720p, la polémica está servida. ¿Cuáles son los motivos de las limitaciones de la consola de Microsoft? En este artículo te desgranamos todos los detalles para que compares ambas máquinas y el futuro que tienen por delante.

Reportaje

Se ha creado mucha controversia alrededor de las limitaciones en la resolución de Xbox One y lo potencialmente desacertado de incluir memoria DDR3 frente a la opción de Sony para PlayStation 4, GDDR5. En este reportaje vamos a intentar desgranar qué implicaciones reales tiene cada una de las arquitecturas y qué hay de cierto en los problemas de la plataforma de Microsoft para conseguir los 1080p. Antes de empezar, queremos realizar un par de aclaraciones. No queremos entrar en demasiados detalles técnicos para que la información aquí expuesta sea digerible por todo tipo de lectores. Es posible que debido a las simplificaciones que realicemos caigamos en algunas imprecisiones, por lo que sentíos libres de puntualizar y expandir en los comentarios los datos que demos. No obstante, el artículo sigue siendo algo denso y conviene leerlo con calma. Por otra parte, la mayor parte de la argumentación está basada en asunciones venidas del mundo del PC, filtraciones y comentarios públicos tanto de desarrolladores como de responsables de Microsoft y Sony. En último término, los que de verdad conocen y pueden comparar el rendimiento de ambas plataformas son los estudios de videojuegos, y hay lugar a que la realidad del hardware de ambas máquinas sea algo distinta de lo que hemos podido deducir nosotros.

Arquitectura básica de un ordenador. Fuente: Wikipedia.
Arquitectura básica de un ordenador. Fuente: Wikipedia.

Hechas las aclaraciones oportunas, podemos entrar en materia. Para intentar entender qué función tienen los distintos tipos de memoria RAM existentes, debemos explicar primeramente la arquitectura básica de un PC. En un ordenador contamos generalmente con los siguientes elementos: una CPU (procesador principal), una GPU (procesador gráfico), memoria RAM principal (hoy en día tipo DDR3), memoria RAM gráfica (hoy en día tipo GDDR5) y un disco duro. Para procesar la información, ésta debe llevarse del disco duro a la memoria RAM, y de ahí a la CPU, y en este camino cada interviniente es varias órdenes de magnitud más lento que el anterior. Así, cargar la información del disco duro es claramente más lento que desde la memoria, pero a su vez el procesador siempre tiene que esperar por esta última. En una consola las cosas no son muy distintas. Hasta la nueva generación que acaba de empezar, el disco duro se puede considerar sustituido por el disco óptico. Los lectores de DVD y los Blu-Ray son netamente más lentos que un disco duro (especialmente en PlayStation 3), así que los desarrolladores optaron por las instalaciones siempre que fuera posible, pero en el fondo estamos hablando de lo mismo.

Un detalle relevante a tener en cuenta es el hecho de que una consola se ve limitada por la memoria RAM del sistema, ya que no pueden contar con un almacenamiento temporal de nivel superior. Por tanto, las pantallas de carga son imprescindibles para extraer con anterioridad la parte fundamental de la información del disco necesaria para el nivel o mapa que se va a jugar y llevarla a memoria. Eso es algo que no ocurría con los cartuchos, dado su acceso mucho más inmediato a los datos. No obstante esto no es un problema tan relevante como resulta en el mundo del PC, por el mero hecho de que un juego no tiene que competir por recursos con otras aplicaciones (aunque si bien en las nuevas consolas esto sí sucede, en realidad los desarrolladores ya saben qué porcentaje del total de los recursos de la máquina pueden emplear sin miedo). En los ordenadores, para paliar la carencia de memoria RAM se emplea la llamada memoria virtual que guarda temporalmente información en el disco duro que debería estar en la RAM pero no cabe, y se rescata cuando una aplicación la necesita. El uso del disco duro por parte de los juegos es nulo o limitado a casos muy especiales en las consolas que lo permiten, como almacenar repeticiones temporalmente, además de obviamente las partidas guardadas.

Las cachés de la CPU de Xbox One
Las cachés de la CPU de Xbox One

En cualquier caso, como comentábamos, con o sin disco duro, la memoria RAM supone un cuello de botella para el procesador. Para solventar este problema se inventaron las cachés. Se trata de memorias intermedias muy pequeñas y muy rápidas a las que accede el procesador en lugar de ir directamente a la memoria principal. Las hay de varios niveles, cada nivel más grande y más lento que el anterior, se pueden separar por núcleos o ser compartidas e incluso las hay de distintos tipos, para datos y código. Siempre que no hay un dato en la caché, inevitablemente el sistema tiene que irse a la memoria principal a buscarlo. Existen mecanismos complejos de predicción que permiten traer de golpe más información que potencialmente se va a usar en lugar de sólo el dato pedido, aunque eso queda totalmente fuera del objetivo de este artículo.  Las GPUs no difieren mucho en este sentido, tienen igualmente pequeñas unidades de computación (o CUs por su siglas en inglés), comparables hasta cierto punto (y con muchas comillas) con los núcleos de una CPU. Cada CU cuenta con una caché llamada LDS (Local Data Storage, Almacenamiento Local de Datos) o LSM (Almacenamiento Local Compartido) y puede tener igualmente una o varias cachés de nivel superior para todos los CUs.

DDR3 vs GDDR5

Una de las principales diferencias entre DDR3 y GDDR5 estriba precisamente en el acceso a memoria principal cuando un dato no está en la caché. La latencia es el tiempo que tarda en llegar un dato desde que se pide hasta el que procesador dispone de él. No debe confundirse con la velocidad. Para ilustrar esto siempre viene bien el ejemplo del satélite y el módem. Una conexión vía satélite es potencialmente capaz de transmitir muchos más datos por segundo que un antiguo módem telefónico. Sin embargo, hasta que el primer bit llega a nuestra máquina pueden pasar varios segundos si se trata de un satélite (teniendo que subir al espacio y luego rebotar) o apenas unos cientos de milisegundos por la línea telefónica. Para los jugadores, es básicamente el llamado "ping" o tiempo de respuesta. Una memoria DDR3 suele tener una latencia (medida en nanosegundos) ligeramente menor que una memoria GDDR5. Esto es muy relevante en el mundo del PC porque la multitarea impone estar cambiando continuamente entre procesos y el acceso a memoria principal es mucho más aleatorio. A su vez, una CPU no suele realizar un consumo masivo de información al nivel de una GPU, que tiene que lidiar con grandes texturas. Por tanto, mientras que la latencia es un factor importante para una CPU, la velocidad lo es más para una GPU.

Como decimos, la latencia no es un elemento determinante en una consola de videojuegos. Dado que el juego tiene un control relativamente absoluto de la máquina mientras se está ejecutando, es mucho más sencillo solventar carencias en este sentido y a la vez no tener que padecerlas. Además, según estimaciones y filtraciones iniciales, la latencia en PlayStation 4 a priori no es significativamente superior a la de Xbox One, pese a los distintos tipos de memoria empleados. Esto podría deberse a que el ancho de banda de Xbox One es de 256 bits frente a los habituales 64 bits de un PC (algo que explicaremos más adelante) o quizá simplemente por los chips en concreto que lleva cada una, pero en cualquier caso aparentemente no estamos ante una ventaja de la consola de Microsoft. En una entrevista con Digital Foundry, el propio Mark Cerny, arquitecto jefe de PS4, rebajó igualmente la importancia de la latencia. "La latencia en GDDR5 no es particularmente mayor que en DDR3. Además, las GPUs están diseñadas para ser extraordinariamente tolerantes a la latencia así que no pienso que vaya a ser relevante".

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