Ist Google Stadia unser Vorgeschmack auf die Next Gen?

Mit der Ankündigung von Stadia geht es also los: die erste Next-Gen-Plattform wurde enthüllt und obwohl Google nicht allzu sehr ins Detail geht, was die Spezifikationen der Hardware angeht, wissen wir genug, um eine ungefähre Vorstellung von den Fähigkeiten des neuen Systems zu erhalten. Was die mögliche Performance angeht, kann man Vergleiche zu den kommenden Konsolen von Sony und Microsoft anstrengen. Gleichzeitig ist das gesamte Unterfangen ein massiver Schritt jenseits nicht nur von dem, was mit den Konsolen von hier und heute möglich ist, sondern auch von kommenden Geräten.

und das ist nun mal die Sache: wenn wir die Eckdaten eines neuen Stücks Hardware analysieren, müssen wir unsere Erwartungen mit der Realität gegen rechnen. Jede Konsole muss mit Rücksicht auf die Herstellungskosten entworfen werden, was bedeutet, dass man niemals den absoluten State-of-the-art bekommt. Alles dreht sich um ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Außerdem muss die Performance bei einem schmalen Formfaktor exzellent sein, weshalb die Plattform nie zu leistungsstark sein darf - eine Playstation oder Xbox muss sich auch effizient kühlen lassen können.

Stadias Cloud-basierte Natur macht Schluss mit einigen dieser Imitationen. Die Herstellungskosten sind weniger ein Problem, denn Google muss nicht eine Box für jeden User bereitstellen, während der "Blade"-Formfaktor eines Servers das "thermale Fenster" weit aufreißt. Stadia zum Beispiel nutzt eine eigenständige Server-Class-CPU und eine separate AMD GPU anstatt eine All-in-One Lösung als System-on-Chip zu liefern, wie sie aller Wahrscheinlichkeit nach in den nächsten Xbox- und PlayStation-Konsolen sehen werden. Das ist zwar teurer und nicht so einfach zu kühlen, aber der Standard in Sachen GPU-ausgestatteter Cloud Server.

Aus Hardware-Sicht übertrifft Stadia jede Konsole, die aktuell auf dem Markt ist. Aber mit zwei Kompromissen muss man leben: erstens sind Sound und Grafik komprimiert, was immer mit einem Verlust an Qualität einhergeht. Zweitens müssen eure Eingaben erst an die Cloud geschickt werden, um dort verarbeitet und schließlich an euch zurückgeschickt zu werden. Und das kostet nun mal Zeit. Was diese beiden Faktoren angeht, können wir euch nach einer Anspielsitzung mit der jüngsten Version ein paar Daten liefern. Aber zunächst einmal wollen wir euch einen Überblick darüber verschaffen, was wir über das System wissen.

Google Stadia: Technische Daten

Google hat die folgenden Eckdaten für Stadia bekannt gegeben. Es ist eine seltsame Mixtur und Spezifikation. Es finden sich einige Details vor, über die Hersteller sonst weniger sprechen, während andere, offensichtlichere Dinge einfach fehlen. Etwa die Anzahl der Kerne und Threads, die die CPU den Entwicklern zur Verfügung stellt. Dennoch zeichnet sich ein Bild von einem sehr leistungsstarken System ab, das sowohl die Basisversionen, als auch One X und PS4 Pro deutlich schlägt.

• Custom 2.7GHz hyper-threaded x86 CPU mit AVX2 SIMD und 9.5MB L2+L3 cache
• Custom AMD GPU mit HBM2 Speicher und 56 Compute Units, 10.7 teraflops Leistung
• 16GB RAM mit bis zu 484GB/s Performance
• SSD Cloud-Speicher

Google sagt, dass diese Hardware stapelbar ist, dass CPU und GPU Berechnungen "elastisch" seien, also mehrere Instanzen dieser Hardware eingesetzt werden können, um ambitioniertere Spiele zu erschaffen. Das Unternehmen bezeichnet diese Konfiguration zudem als "First Gen" System, der Gedanke dahinter ist, dass sich die Datenzentren-Hardware mit der Zeit weiter entwickeln wird. Upgrades vonseiten des Users sind also nicht erforderlich. Aktuell ist nicht klar, ob sich die 16GB Speicher auf das ganze System beziehen, oder ob es sich nur um GPU VRAM handelt. Die bestätigte Bandbreite allerdings deckt sich zu 100 Prozent mit dem HBM2, das auf AMDs RX Vega 56 Grafikkarte Verwendung findet.

Die CPU-Power: ein Generationensprung gegenüber den aktuellen Konsolen

Bis jetzt ist nicht bestätigt, wer für Google die angepasste CPU anfertigt. Wir wissen allerdings, dass sie mit 2,7 GHz getaktet ist. Die Konfiguration unterscheidet sich von allem, was wir bisher von AMD sahen, was eventuell für einen anderen, sehr prominenten Anbieter sprechen könnte. Google hat außerdem bestätigt, dass die CPU nicht im selben Paket sitzt wie die GPU. Das sagt uns, dass das Stadia-Set-up sich komplett von dem unterscheiden, was wir von Sonys und Microsofts Next-Gen-Systemen erwarten können, wo zu erwarten steht, dass Ryzen-Kerne auf demselben Silizium verbaut werden wie die GPU und Speicher-Controller.

Im Gespräch betonte Google VP Majd Bakar, dass der Prozessor eine Spezialanfertigung sei. Die Firma verrät nichts über die Anzahl der Kerne oder Threads, die Entwicklern zur Verfügung stehen. Phil Harrison belässt es bei "viele", was uns verrät, dass es sich um eine Server-Class CPU handeln muss. Natürlich stellt jeder Art von moderner Mehrkern-CPU einen echten Generationensprung zu den aktuellen Konsolen dar, während das Betriebssystem - basiert auf Linux - deutlich schlanker laufen sollte als Windows auf einem Heimcomputer.

Die Grafik: Eine AMD-Spezialanfertigung mit 10,7 Teraflops

Google arbeitete mit AMD an einem speziell angefertigten Grafikkern für Stadia. Auch hier sparte Google mit Details, aber 10,7 Teraflops Rechen-Power wurden bestätigt, die von 56 Computer Units gestemmt werden. Basierend auf diesen Zahlen, lässt sich errechnen, dass Stadia GPU-Kern mit 1495MHz oder etwas in der Größenordnung getaktet ist. Die GPUs von Cloud-Servern können virtualisiert und ihre Ressourcen auf diverse User verteilt werden. Aber Google hat uns zu verstehen gegeben, dass dies bei Stadia nicht passiert, was bedeutet, dass jede Spielerinstanz die vollen 10,7TF bekommt.

Auf die Frage, ob Stadia Vega-Architektur verwendet oder die kommende - und extrem mysteriöse - Navi, wollte Google nicht antworten. Was wir allerdings sagen können, ist, dass die Project Stream Demo Ende letzten Jahres auf Stadia-Hardware in Googles Datenzentren lief. Das bedeutet, dass die Hardware schon eine Weile vorher fertig sein musste. Außerdem, und das ist vielleicht Zufall, aber Crytek veröffentlichte letzte Woche eine Echtzeit-Raytracing-Demo, ohne RT-Beschleunigung auf einer RX Vega 56, die (wie erwähnt), am ehesten einem Verbraucher-Äquivalent von Stadia gleichkommt - dieselbe Zahl an CUs, ähnliche Clock-Takte und auch mit HBM2 Speicher ausgestattet.

Egal, ob die Stadia-GPU nun auf Vega basiert oder etwas fortschrittlicherem, der Prozessor wird gegenüber der aktuellen Generation an Konsolen zweifelsohne einige Vorteile haben. In Sachen roher Compute-Leistung sprechen wir von einer 5,8-fachen Verbesserung gegenüber der normalen PS4. Compute ist allerdings nu rein Aspekt, wenn es darum geht, wie gut eine GPU performt. Der Stadia-Prozessor dürfte auch von jahrelangen architektonischen Verbesserungen profitieren, sowie angepassten Features, die Google unter Umständen selbst dem Design hinzufügte.

Google demonstrierte außerdem die Skalierbarkeit der Grafik und zeigte, wie drei AMD GPUs zusammenarbeiteten. Das ausgewiesene Ziel ist es, den Spieleschaffenden so viele der limitierenden Faktoren aus dem Weg zu räumen wie nur irgend möglich. Deshalb verfügen Entwickler über die Option, ihre Projekte über mehrere Cloud-Einheiten zu skalieren:

"Wir beschreiben uns als neue Generation, weil wir Stadia mit Blick auf das 21. Jahrhundert gebaut haben", so Google's Phil Harrison. "Es gleicht den alten Systemen in keiner Weise. Es ist kein eigenes Gerät in der Cloud, sondern eine elastische Berechnung in der Cloud, die Entwicklern erlaubt, eine nie gesehene Menge an Leistung für ihre Spiele zu nutzen. Sowohl was CPU als auch was GPU angeht, besonders aber in Sachen Multiplayer."

Memory: 16GB HBM2 Speicher, mit 484GB/s Bandbreite

Google sagt, dass das Stadia-Client-Setup HBM2-Arbeitsspeicher nutzt - insgesamt 16 GB, die sich CPU und GPU teilen. Das deutet eine tiefe Integration von CPU und GPU an, aber das Unternehmen sagt auch, dass sich diese Komponenten nicht auf einem einzelnen Chip befinden, wie es bei den Current-Gen-Konsolen der Fall ist (und, wie wir vermuten, auch bei den Next-Gen-Konsolen sein wird).

Der HBM2-Arbeitsspeicher hat eine Bandbreite von 484 GB/s, was dem Datendurchlauf der AMD Radeon RX Vega 56 entspricht, die ein 2048-bit-Memory-Interface mit auf 800 MHz getaktetem HBM2-Arbeitsspeicher nutzt. Weitere Spezifikationen zu Stadias Arbeitsspeicher-Setup sollten sich als faszinierend erweisen, sobald sie veröffentlicht werden. Dieses Setup mit zwischen CPU und GPU geteiltem HBM2 ist auf jeden Fall das erste Beispiel eines solchen Aufbaus, das wir gesehen haben.

Speicher und Infrastruktur: Der Cloud-Vorteil

Aufgrund des Server-basierten Designs hat Stadia in der Theorie gewaltige Vorteile gegenüber Heimkonsolen und dem PC. Googles Ziel für Ladezeiten ist, jedes Spiel innerhalb von fünf Sekunden zu starten - und das erstreckt sich auch unabwendbar auf die In-Game-Ladezeiten. Für Entwickler fällt damit die Einschränkung weg, sich bei der Entwicklung von Spielen am 50-GB-/100-GB-Limit von Blu-Ray-Discs zu orientieren. Hinzu kommt, dass das Hosting in der Cloud grundlegende Vorteile für Entwickler bietet, die ein Game-Changer sein könnten, vor allem für Multiplayer-Spiele und persistente Welten.

Bei einem Standard-Multiplayer-Spiel mit einem dedizierten Server läuft der Client auf eurem lokalen Rechner, der nur eine sehr beringe Bandbreite bei der Verbindung zum Server hat. Das schränkt das Maß an Kommunikation und im weiteren Sinne auch die Raffinesse in Multiplayer-Spielen ein. Bei Stadia ist der "Client", auf dem das Spiel läuft, effektiv ein Peer des Servers und läuft im gleichen Netzwerk und ist mit einer hohen Bandbreite verbunden. Das könnte zu massiven Verbesserungen bei den Spielerzahlen, der Qualität der Welt-Simulation und der Physik führen. Das Cheaten dürfte in einem Multiplayer-Spiel dann auch deutlich schwieriger werden, wenn der Nutzer keinen Zugriff auf den Client-Code hat.

In einer Welt, in der die Konsolenleistung oft von den Fähigkeiten von CPU und GPU abhängt, kann man nicht genug betonen, wie wichtig diese Vorteile sind. Auch die Next-Gen-Konsolen werden ohne Zweifel einige sehr besondere Erlebnisse bieten, aber das Entfernen der Speichereinschränkungen und das Zusammenrücken von Client und Server könnte die Art von Spielen, die wir spielen, drastisch verändern. Es ist ein echter Generationssprung, den keine lokale Next-Gen-Konsole bieten kann. Es liegt an den Entwicklern, daraus das Beste zu machen, was in einer von der Multi-Plattform-Entwicklung dominierten Welt keineswegs gewiss ist. Das Konzept steckt ohne Zweifel voller Potential. Google beschreibt vor allem Multiplayer-Spiele so, dass sie derzeit von Natur aus dadurch limitiert sind, dass der Code in einer lokalen Box läuft und weit weg vom dedizierten Server steht - wenn es überhaupt einen gibt.

Phil Harrison: "Bei unserer Plattform befinden sich Client und Server innerhalb der gleichen Architektur. Historisch betrachtet wurde bei den Ping-Zeiten zwischen Client und Server immer von Millisekunden gesprochen. Bei unserer Architektur geht es in manchen Fällen um Mikrosekunden. Das lässt uns die Zahl der Spieler, die sich in einer einzelnen Instanz aufhalten können, drastisch erhöhen. Ein passendes Beispiel wäre ein Battle-Royale-Spiel, in dem statt hunderter Spieler tausende oder sogar zehntausende Spieler gegeneinander antreten. Ob das dann am Ende Spaß macht oder nicht, ist eine andere Sache, aber technologisch gesehen ist das einfach eine schlagzeilenträchtige Zahl, die man sich vorstellen kann."

Da es sich um einen Cloud-Server handelt, gibt es auch andere Vorteile gegenüber einer traditionellen Konsole. Die schnellen Ladezeiten sind nur mit einer topmodernen SSD-Lösung möglich - für Heimkonsolen, die einen bestimmten Preispunkt erreichen müssen, ist das zu teuer. Hinzu kommt, dass Speichereinschränkungen in der Cloud praktisch wegfallen. Google sagt uns, dass Entwicklern Petabytes an Speicherplatz zur Verfügung stehen (ein Petabyte entspricht 1.024 TB). Ein Vorteil der Cloud-Infrastruktur für Spieler ist, dass es keine Unterbrechungen des Spielerlebnisses gibt. Keine Updates des System-Software, keine Patches oder lange Installationszeiten. Darum kümmert sich die Cloud und es ist für den Nutzer unsichtbar, der ein gänzlich nahtloses Spielerlebnis haben sollte.

Google Stadia - Das erste Next-Gen-Gaming-System?

Am Ende kommt es wie immer auf die Spiele an. Angesichts dessen, was wir gesehen haben, inklusive der GDC-Keynote-Demos, scheint Google noch nicht viel von seinem Pulver verschossen zu haben. Was wir wissen, ist, dass Entwickler eine neue Methode zum Anbieten von Spielen haben, die Stärken und Schwächen hat. Bei einem Cloud-System kann die Latenz nie vollständig eliminiert werden und ein komprimiertes Bild bei einer eingeschränkten Bandbreite bietet nicht die makellose Qualität einer lokalen, digitalen Video-Verbindung. Schnelle, actionreiche Szenen könnten zu Macroblocking-Artefakten führen - wir haben in einem separaten Artikel einen neuen Blick auf Googles Streaming-Technologie geworfen und den Controller bewertet.

Diese Dinge stehen den Vorteilen gegenüber, die tatsächlich sehr aufregend sind. Die Quality-of-Life-Vorzüge sollten uns zu dem zurückbringen, wofür Konsolen-Gaming eigentlich steht - sofortiges Plug-and-Play-Gaming (oder eher Click-and-Play) mit sehr kurzen Ladezeiten. Aus der gewählten CPU resultiert eine deutlich höhere Rechenleistung, mit der man in der Lage ist, detailreichere und tiefgreifendere Welten sowie fortgeschrittenere Simulationen zu erschaffen. Die GPU nutzt doppelt so viel Arbeitsspeicher wie die PS4, selbst wenn man den System-Arbeitsspeicher außen vor lässt, während die Grafikleistung, zumindest in Bezug auf die Berechnungen, einen bedeutenden Sprung gegenüber dem heutigen Standard - der PlayStation 4 - darstellt. Darüber hinaus möchte Google seine Client-Hardware stapeln, um eine noch höhere Performance zu erreichen.

Die Möglichkeiten für das Multiplayer-Gaming sind unterdessen gewaltig. Server und Client sind enger miteinander verbunden als es je der Fall war. In puncto Speicher und Multiplayer-Potential bietet ein Cloud-System Vorteile, die jedwedes lokale System mühelos übertrumpfen, das einen festen Preis pro Einheit anstrebt. Es ergibt sich eine simple Frage, die offen bleibt: Werden Entwickler in einer Welt der Multi-Plattform-Entwicklung die Vorzüge der Stadia-Infrastruktur nutzen? In unserem Interview mit Google zeigt sich Phil Harrison sehr optimistisch im Hinblick auf die Unterstützung durch Dritthersteller. Es wird interessant zu sehen sein, wie - und ob - Entwickler die Cloud-basierten Stärken der Plattform in einer Welt nutzen, in der der Multiplayer noch immer rund um lokale Hardware aufgebaut ist und in der der Fokus momentan eher auf der Verbindung aller Systeme liegt, unabhängig von der Plattform.

Aber wenn das Gaming sich in Richtung eines, wie Google es beschreibt, nativen Cloud-Modells bewegt, gibt es Gründe, begeistert zu sein, weil sich daraus womöglich eine verlockende Antwort auf eine sehr simple Frage ergibt - was ist Next-Gen? Mal abgesehen von schnellerer Hardware: Was wird die nächste Generation der Gaming-Plattformen bieten, wozu die aktuellen Konsolen nicht in der Lage sind? Mehr Pixel allein werden nicht ausreichen. Es braucht eine Vision und mit der Vorstellung von Stadia erhalten wir einen ersten, klaren Blick auf eine mögliche Zukunft des Gamings.