Tuto n°10 : PS5 vs XBOX Series

Introduction

Salut, c’est 3 potes !

Dans ce tuto, nous allons comparer les deux nouvelles consoles de 2020, mais uniquement d’un point de vue hardware. Cela permettra également de montrer qu’entre PC et console, la frontière est parfois mince… Sony vs Microsoft, Ready, Set, Fight !

Préambule

Cet article sera mis à jour au fur et à mesure du dévoilement des caractéristiques des consoles.

Comparer des consoles sur le hardware, quelle idée saugrenue ! Tout le monde sait que le nerf de la guerre sont les exclus. Et le prix. Et la réputation. Et la pub. Bref, pas mal de choses subjectives sur lesquelles je ne peux (et veux) pas t’influencer.
Mais par contre sur le hardware complètement objectif, là je ne vais pas me retenir.

Glossaire et abréviations

• CPU : Central Process Unit. C’est le processeur classique.
• FPS : Frames Per Second. Images par seconde.
• GPU : Graphic Process Unit. C’est le processeur graphique, dédié à la construction des images.
• HDD : Hard Disk Drive. C’est le disque dur classique.
• Multithreading : Raccourci pour « Simultaneous Multithreading » (SMT) renommé en « Hyperthreading » chez Intel. Utilisée dans certains processeurs, cette technologie permet de simuler des cœurs virtuels pour maximiser l'utilisation des ressources des cœurs physiques.
• RAM : Raccourci pour SDRAM : Synchronous Dynamic Random Access Memory. C’est la mémoire vive classique dans un PC.
• Roc’h Ruz : Roc Rouge. Point culminant de la Bretagne, dont le sommet pointe à 385,01 mètres. Est-ce que cela nous intéresse ? Très peu.
• SMT : Voir « Multithreading ».
• SSD : Solid State Drive. « Nouvelle » technologie de stockage.
• VRAM : Video Random Access Memory. Une mémoire qui ressemble à la RAM et qui est normalement dédiée au GPU.

Résumé

Allez, comme ça c’est fait. On détaille tout ça juste après.

Parties communes

Ne nous voilons pas la face, les consoles se ressemblent quand même pas mal. Faisons un petit point sur ce qu’elles ont en commun.

Processeur (CPU)

Ces consoles partagent un même CPU AMD en architecture Zen2, qui est sortie en juillet 2019. On a ici un processeur disposant de 8 cœurs et proposant le multithreading (« SMT »). Le SMT permet de doubler le nombre de files de calculs (« threads ») en ajoutant un cœur virtuel à chaque cœur physique. On obtient alors 16 threads dont l'efficacité se situe quelque part entre 8 et 16 cœurs physiques en fonction de l'application. Bien que très utile pour les charges lourdes parallèlisables, l’utilité de cette techno pour le jeu n’est pas évidente, surtout avec 8 cœurs.
Si on veut faire un parallèle avec un PC, on a une sorte de Ryzen 7 3700X un peu ralenti.

Circuit graphique (GPU)

Les deux constructeurs ont choisi un GPU AMD en architecture RDNA2, qui est sortie en novembre 2020. Il propose le Ray-Tracing (RT), une gestion de la lumière qui se veut le plus réaliste possible. Les cœurs de calculs sont regroupés en Compute Units (CU) qui disposent chacun d’un cœur gérant le RT.
La puissance du GPU est modulée par le nombre de CU et par sa fréquence de fonctionnement.

Mémoire vive

Contrairement aux PC, un seul type de mémoire suffit aux consoles pour servir à la fois de RAM et de VRAM. On a ici de la GDDR6, qui propose un bon rapport performance/prix. 16 Go sont installés au total, mais une partie est réservée au système.

Stockage

Impossible de faire l’impasse sur le SSD. Les performances de cette technologie de stockage surplombent complètement celles des traditionnels disques durs HDD. Les installations et chargement sont beaucoup plus rapides. De plus, les textures haute qualité sont transférées plus rapidement dans la mémoire vive, ce qui évite certaines saccades.
Les SSD sont interfacés en PCIe 4.0 et proposent des débits de l’ordre de 5 Go/s. Pour atteindre une telle vitesse, les consoles ont recours à des algorithmes de compression/décompression.

Tout le monde est au point avec les aspects généraux, on peu donc attaquer les différences.

Playstation 5

La PS5 est disponible en deux versions : Standard ou Digital Edition. La différence ne se fait que sur le lecteur Blu-Ray, absent pour cette dernière.

Processeur (CPU)

Le processeur de la PS5 conserve le SMT activé et dispose donc de 16 threads. Sa fréquence de fonctionnement peut varier en fonction de sa charge et de celle du GPU, afin que l'ensemble de la console garde une enveloppe de puissance constante. Elle est limitée à 3,5 GHz au maximum.

Circuit graphique (GPU)

Pour la partie graphique, Sony a fait le choix d’avoir moins de CU que la XBOX Series X mais une fréquence plus élevée. De même que pour le processeur, sa fréquence peut varier pour s'adapter aux charges des différents composants. La fréquence du GPU est limitée à 2,23 GHz au maximum.
D'après Sony, ce mode de fonctionnement à fréquences variables procurerait une expérience de jeu plus confortable qu'avec des fréquences fixes.

Mémoire vive

Les 16 Go de mémoire vive ont une bande passante de 448 Go/s. Pas d'infos sur la quantité utilisée par le système.

Stockage

On trouve ici un SSD de 825 Go, dont seuls 667 Go sont effectivement disponibles, les 168 Go restant sont occupés par le système. Les débits annoncés sont de 5,5 Go/s sans compression/décompression, et 8 à 9 Go/s avec.
D'après Sony il semble compliqué de trouver un module d'extension de stockage qui satisfasse leurs exigences.

Son

Le moteur maison Tempest Engine proposera un effet surround, qui semble s'approcher du Ray-Tracing audio de la XBOX Series X, mais les explications de Sony sont très floues.

XBOX Series

Microsoft propose deux versions pour sa XBOX Series : X ou S. La seconde est moins performante et fait l’impasse sur le lecteur Blu-Ray.

Processeur (CPU)

Microsoft offre le choix aux développeurs d'activer ou de désactiver le SMT. Les jeux pourront donc profiter soit de plus de threads et de fréquences plus basses (16 threads à 3,66 GHz pour la Series X, à 3,4 GHz pour la Series S), soit de moins de threads et de fréquences plus hautes (8 threads à 3,8 GHz pour la Series X, à 3,6 GHz pour la Series S). Contrairement à la concurrence, ces fréquences sont fixes.
Pour le moment le SMT n'est pas particulièrement avantageux, donc les premiers jeux profiteront d'une fréquence élevée.

1 cœur est entièrement dédié au système de la console, il en reste donc 7 pour les jeux (ou 14 threads si le SMT est activé).

Circuit graphique (GPU)

La conception du GPU de la Series X est différente de celle de la PS5, en proposant plus de cœurs de calcul pour une fréquence moindre. En plus d’une puissance brute supérieur, cela lui permet de disposer de plus de cœurs pour le Ray-Tracing. On compte 52 CU à 1,825 GHz pour la Series X, et 20 Cu à 1,565 GHz pour la Series S.
Là encore, les fréquences sont fixes.

Mémoire vive

La mémoire vive fonctionne en fait avec deux niveaux de bande passante. La plus rapide est dédiée à la partie graphique, tandis que la deuxième sert aux autres types de calcul. On retrouve :

• 16 Go pour la Series X : 10 Go à 560 Go/s (graphique) et 6 Go à 336 Go/s (autre)
• 10 Go pour la Series S : 8 Go à 224 Go/s (graphique) et 2 Go à 56 Go/s (autre)

Le système de la Series X occupe 2,5 Go dans la partie la plus lente, ce qui laisse 13,5 Go aux jeux. J'ai pas l'info pour la Series S.

Stockage

La Series X dispose de 802 Go utilisables (1000 Go de base moins les 198 Go du système). La Series S doit se contenter de 364 Go (512 Go de base moins les 148 Go du système). Les débits annoncés sont de 2,4 Go/s sans compression/décompression, et 4,8 Go/s avec.
Il est possible d'ajouter des « cartes d'extension » pour augmenter la capacité de stockage de 1 To ou 2 To supplémentaire.

Son

La Series X peut étendre l'utilisation de ses cœurs de Ray-Tracing à la spatialisation du son, rendant celle-ci beaucoup plus réaliste. Pas trouvé d'infos pour la Series S.

Fight !

Assez tourné autour de l'octogone, on passe à la castagne ! Ce qui suit reprend les analyses des vidéos de Digital Foundry. Ce sont les seuls que j'ai trouvés qui font ces comparaisons assez sérieusement. Trois jeux sont pris comme exemple : Assassin's Creed Valhalla (29/11/2020), Control Ultimate Edition (03/02/2021) et Hitman 3 (20/01/2021).

On commence l'échauffement par un rappel des définitions d'image les plus courantes :

• Full HD (FHD) : 1920×1080
• Quad HD (QHD) : 2560×1440
• Ultra HD (UHD/4K) : 3840×2160

Notons ensuite que certains jeux proposent deux réglages graphiques qui privilégient soit la qualité d'image, soit les performances :

• Mode Qualité (Q) : L'objectif est le 4K à 30 FPS. Ici, du flou de mouvement (« motion blur ») est parfois ajouté pour donner une impression de fluidité. Comme au cinéma !
• Mode Performance (P) : La définition est modifiée dynamiquement pour garder une fréquence d'images de 60 FPS. Dans ce cas, la définition est ensuite artificiellement augmentée pour correspondre à celle de l'écran (ou de la télé).

Qualité et fréquence d'images

Le plus souvent, la palme de la qualité d'image revient à la XBOX Series X. Que ce soit en terme de définition ou de qualité des effets visuels, elle propose des niveaux supérieurs à la PS5, ou dans le pire des cas fait jeu égal avec elle. Pour ces deux consoles, un mode Performance propose parfois une définition moyenne (autour de 2560×1440) permettant d'atteindre 60 images par secondes (FPS). Le mode Qualité privilégie quant à lui une définition Ultra HD (ou 4K, 3840×2160) ou des effets visuels top moumoute comme le Ray-tracing, et doit donc se restreindre à 30 FPS.
Du fait de sa configuration plus modeste, la XBOX Series S est évidemment en retrait et doit faire quelques concessions pour maintenir une fréquence d'image satisfaisante. Elle fournit ainsi une image de plus faible définition et des effets visuels plus modestes.

Exemple avec nos 3 jeux (Q : Qualité, P : Performance) :

Les testeurs de Digital Foundry ont noté des chutes de FPS et des artefacts visuels (tearing, stuttering) plus fréquents sur les XBOX que sur la PS5.

Vitesse de chargement

Alors, ils décoiffent ces SSD ? C'est un gros OUI pour nos trois consoles, avec finalement assez peu de différences sur les temps de chargement :

Nuisances sonores

Concernant la ventilation, on retrouve deux stratégies différentes : la Playstation 5 utilise un ventilateur radial, et les XBOX Series un ventilateur axial. D'après Tom's Hardware, la seconde option semblerait plus judicieuse, car la XBOX Series X se montre plus silencieuse que la PS5 :

Conclusion

Pour résumer, la XBOX Series X propose une image de meilleure qualité tout en sachant se faire discrète, tandis que la Playstation 5 assure une meilleure stabilité de fréquence d'image. La XBOX Series S s'en sort plutôt bien malgré ses composants plus modestes, grâces à quelques concessions graphiques.
Peu de différences sont à noter au niveau des temps de chargement des jeux.

Personnellement je suis un peu déçu par les performances de la XBOX Series X. Avec son GPU plus musclé, je m'attendais à ce qu'elle supplante la PS5 sur la qualité d'image. C'est également l'avis des testeurs de Digital Foundry, qui espèrent que ses performances s'amélioreront au fil du temps lorsque les développeurs auront appris à exploiter plus en profondeur l'environnement des consoles de Microsoft.
À première vue, les gains apportés par le SSD de la PS5 ne sont pas à la hauteur de la communication faite à ce sujet. Mais ça, je m'y attendais un peu.

On remarque que ces consoles promettent le 4K à 60 FPS avec Ray-tracing. Dans la réalité, il est quasi-impossible de profiter de ces trois options à la fois, et il faudra souvent se contenter d'une seule, les développeurs devant faire l'impasse sur les deux autres.

Équivalent PC

Même si les consoles ont leurs spécificités, on retrouve pas mal de composants semblables à ceux qu’on peut avoir dans un PC. Alors si on en construisait un pour se rapprocher des consoles, ça donnerait quoi ?

• Processeur : Les processeurs AMD en architecture Zen2 existent sur PC. Le premier modèle qui propose 8 cœurs serait le Ryzen 7 3700X, mais il propose une fréquence plus élevée que celle des consoles : 4,4 GHz.
• Circuit graphique : L’architecture RDNA2 sort pour PC à peu près en même temps que sortent ces consoles. Pour se rapprocher des consoles, AMD nous laisse le choix entre la RX 6700 XT qui dispose de 40 CU à 2,424 GHz et la RX 6800 qui possède 60 CU à 1,815 GHz. Prenons arbitrairement la première.
• Mémoire vive : Un PC ne peut pas tout faire avec la VRAM de la CG, il lui faut également un peu de RAM. 16 Go de DDR4 dans notre cas. De la 3600 MHz CL16 serait parfaite pour notre proco.
• Stockage : Le monde du PC connait le SSD depuis un moment. Plusieurs modèles proposent déjà des débits de 5 Go/s sans compression.
• Le reste : On rajoute à tout ça un boitier, une alim de 650 W, une carte mère B550 pour bénéficier sur PCIe 4.0, un lecteur Blu-Ray et c’est parti.

Attention cependant. Le parallèle entre console et PC est délicat. En effet, les composants ne sont pas exactement les mêmes, et la stratégie de conception d’un jeu est complètement différente. Là où il faut s’adapter à une quasi-infinité de systèmes PC différents, il est possible de faire des optimisations poussées et pointues pour les consoles, qui disposent toutes des mêmes composants.

De plus, une grosse partie du prix des consoles est cachée dans celui des jeux. En effet, les coûts de fabrication des PS5 et Xbox Series X sont estimées aux alentours de 450-520 $. Dans ce prix, les coûts (colossaux) de R&D, marketing, transport, … sont ignorés. Cela signifie que Sony et Microsoft vendent leurs consoles à perte, pour se rattraper sur le prix des jeux. En comparaison l'iPhone 11 Pro Max 512 Go, qui ne peut pas bénéficier de ce type d’astuce commerciale, coutait 490 $ à fabriquer et était vendu 1450 $.

Conclusion

D'un point de vue hardware, difficile de déclarer un vainqueur, chaque béligérant ayant ses points forts et points faibles. Ton choix de console se fera probablement sur les exclus proposées, mais au moins tu sauras à peu près ce qui fait tourner tes jeux. Ou alors tu choisis ta console en fonction de l’accord de sa couleur avec ton meuble télé ? Oui c’est une possibilité…

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Sources

PS5 :
https://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2020-playstation-5-specs-and-tech-that-deliver-sonys-next-gen-vision
Xbox :
https://www.xbox.com/en-US/consoles/xbox-series-x#target-specs
https://www.xbox.com/en-US/consoles/xbox-series-s#target-specs
https://en.wikipedia.org/wiki/Xbox_Series_X_and_Series_S
https://www.eurogamer.net/articles/digitalfoundry-2020-inside-xbox-series-x-full-specs
Coûts :
https://www.digitaltrends.com/gaming/ps5-xbox-series-5-could-be-500-dollars/
https://www.techwalls.com/production-costs-of-smartphones/