Xbox One X|S vs. Series X|S im Hardware-Vergleich: Wie groß ist der Abstand?

Vier Xbox-Konsolen, die unterschiedlicher kaum sein könnten.

Altlasten abwerfen - Eine Disziplin, in der kein Unternehmen der Videospielbranche aktuell so gut geschult sein dürfte, wie Microsoft. Kabelfernsehen spielt aufgrund der Verbreitung von Streaming-Diensten keine Rolle mehr, Kinect kann als gescheitert angesehen werden und an Exklusivtiteln sollte es dank etlicher Studio-Akquisitionen künftig auch nicht mehr mangeln.

Zudem versteht sich die Marke "Xbox" aktuell als Service-Plattform, zu der eine Vielzahl von Geräten gehören. Dazu zählt selbstredend natürlich auch der Konsolen-Markt. Technisch betrachtet demonstriert Microsoft seit der Standardisierung von 4K im TV-Bereich eine ungebrochene Dominanz, in dessen Folge sich das Standing unter Spielern deutlich gebessert hat. Die Next-Gen-Konsolen Xbox Series X und Series S weichen daher keinen Millimeter von dieser Strategie ab.

Wie stark sich die Xbox Series X und S von den Vorgängern unterscheiden, haben wir für euch unter folgenden Gesichtspunkten zusammengefasst:

• Grafikleistung
• GPU-Architektur & Auflösung
• Interner Datenträger und Transferraten
• CPU-Power
• Multimedia
• Ray-Tracing
• Fazit

Grafikleistung

Aufgrund der Nähe zum PC galten Xbox-Konsolen schon immer als entwicklerfreundlich. Sowohl im Hinblick auf die verwendete Hardware als auch auf die Tools, die Microsoft bereitstellt, findet sich eine breite Expertise in der Branche.

Auf Augenhöhe mit High-End-PCs: Beide Xbox-Series-Konsolen verfügen über denselben Komfort für Entwickler, zusätzlich ist das Leistungsniveau gegenüber den Vorgängersystemen aber noch einmal deutlich angestiegen. Die Taktraten der Grafikeinheiten befinden sich auf einer Stufe mit aktuellen High-End-PC-Grafikkarten. Im Verbund mit der frischen RDNA-2-Architektur und der höchsten Anzahl an Compute Units aller Konsolen dürfte die Series X über ein exorbitantes Leistungsplus verfügen.

Im Verhältnis zu anderen Konsolen riesig: Die APU der Xbox Series X

GPU-Architektur & Auflösung

Xbox Series X: 2160p (4k) bei 60 fps, 1440p bei 120 fps
Xbox Series S: 1440p bei 60 fps, 1080p bei 60 bis 120 fps
Xbox One X: 2160p (4k) bei 60 fps
Xbox One S: 1080p bei 30 bis 60 fps

Sowohl die Xbox One X als auch die One S basieren auf dem 2012 etablierten GCN-Fundament, das aufgrund geringer Leistungssprünge zwischen einzelnen Hardware-Generationen zum Flaschenhals avancierte. Vor allem die Xbox One S wird dadurch immer unattraktiver, da selbst in Full-HD-Auflösung keine hohen Bildwiederholraten erzielt werden können.

Zukunftssicher dank RDNA 2: Mit der ersten Iteration von RDNA konnte AMD wieder zur Konkurrenz aufschließen und lieferte vor allem ordentlich Performance im mittleren Preissegment, was für Konsolen natürlich ideal ist. RDNA 2 schlägt denselben Weg ein, weshalb auch die kleinere Series S trotz der vergleichsweise geringen Anzahl an Compute Units an einer Xbox One X vorbeiziehen könnte. Zumindest bei guter Optimierung des jeweiligen Spiels. Die FP32-Performance offenbart zwar ein kleines Defizit, aber man darf auch nicht vergessen, dass die Xbox One X auf 4K-Fernseher ausgelegt ist, während die Series S für 1440p- und 1080p-Displays konzipiert wurde.

"TFLOPS" sind eher ungeeignet, um die Leistung einer Konsole abzubilden. Diese werden nämlich schlicht und ergreifend nach einer Formel berechnet, die viele weitere Einflussfaktoren außer Acht lässt. Dazu zählen unter anderem Software-Optimierungen, Treiber-Performance, Architektur der Compute Units oder auch die verwendete Spiele-Engine.
Shader Units x Takt x 2 Instruktionen pro Zyklus und schon kommen wir bei der Xbox Series X auf 12.147.200 FLOPS bzw. 12,15 TFLOPS. Ein grober Richtwert, der allerdings nur ein Puzzle-Stück repräsentiert.

Microsoft selbst zeigte bei der Series-S-Enthüllung eine Demo, in der Gears 5 im Multiplayer bei konstanten 120 fps spielbar war - der Fokus auf eine 1080p-Auflösung macht es möglich. Inwiefern die Series X 120 fps anvisieren kann, ist noch unklar. Die volle 4K-Auflösung dürfte in Triple-A-Spielen selten erreicht werden, bei 1440p sollte eine Umsetzung allerdings machbar sein. Selbst die Xbox One X riegelt bei 60 fps stets ab.

Interner Datenträger und Transferraten

Verschwindend kurze Ladezeiten auf der Xbox Series X|S dank einer speziell angepassten SSD-Architektur

Xbox Series X: 1 TB NVME-SSD (2,4 GB/s Rohdaten, 4,8 GB/s komprimiert)
Xbox Series S: 512 GB NVME-SSD (2,4 GB/s Rohdaten, 4,8 GB/s komprimiert)
Xbox One X: 1 TB Festplatte (bis zu 120 MB/s)
Xbox One S: 512 GB bis 2 TB Festplatte (bis zu 120 MB/s)

Wir alle kennen es: Egal, ob wir einen kurzen Blick in den Xbox Store werfen oder durch das Dashboard wandern, überall warten quälend lange Ladezeiten, alles fühlt sich schrecklich langsam an. Erst recht, da SSDs in PCs schon länger zum Standard gehören und Mobilgeräte seit vielen Jahren auf Flash-Speicher setzen. Microsoft holt in diesem Feld nun gewaltig auf und bestückt die Xbox Series X & S mit blitzschnellen NVME-SSDs, die per PCI Express Gen. 4 angebunden sind. Eine Technik, die plattformübergreifend äußert selten verwendet wird.

Schneller Speicher eröffnet ganz neue Möglichkeiten: Bis zu 2,4 GB an Rohdaten können jede Sekunde transferiert werden. Üblicherweise wird auf den Grafikspeicher zugegriffen, um die GPU mit Assets wie Texturen zu füttern. Im Zusammenspiel mit Microsofts "Velocity"-Architektur, einem Paket aus Hard- und Software-Optimierungen, soll es jedoch möglich sein, diese direkt von der SSD zu laden. Nicht nur wird dadurch der Grafikspeicher entlastet, die Technik kann auch genutzt werden, um in Sekundenbruchteilen auf neue Gegebenheiten zu reagieren, etwa dem Betreten des nächsten Levels.

Selbst die Xbox One X hinkt gewaltig hinterher: Erste Tests zeugen von einer starken Verkürzung der Ladezeiten in abwärtskompatiblen Spielen. Auch werden Menüs durch den modernen Datenträger viel flüssiger bedienbar. Eine gewaltige Steigerung im Vergleich zu den fast schon kriechend langsamen Festplatten der Xbox One X bzw. Xbox One S. Ihre Datentransferraten siedeln sich je nach Festplattenmodell bei ungefähr 80 bis 120 MB/s an. Außerdem lassen sich lange Zugriffszeiten aufgrund ihrer mechanischen Bauweise nicht vermeiden. Vor allem die Xbox One X wird trotz ihrer eigentlich immer noch konkurrenzfähigen Grafik-Performance massiv von der veralteten Technik ausgebremst.

Die Speicherweiterung per Steckkarte steht dem internen Datenträger in nichts nach

Smarte Speichererweiterung: Nicht nur können wir abwärtskompatible Spiele von einem USB-3.0-Datenträger laden, die Xbox-Series-Konsolen verfügen auch über einen Steckkarten-Slot, der für optimalen Wärmetransfer konzipiert wurde. Das Tempo der internen NVME-SSD wird gehalten, ohne dass eine Drosselung der Performance aufgrund zu hoher Temperaturen einsetzen kann.

CPU-Power

Damit Unmengen an Daten verwaltet und immer komplexere Spielumgebungen dargestellt werden können, muss sich natürlich auch im Hinblick auf die CPU einiges tun. Betrachtet man lediglich die Anzahl physisch vorhandener Kerne, hat sich zwischen den beiden Generationen wenig getan, wohl aber im Bezug auf die deutlich leistungsfähigere Zen-2-Architektur und die immens angestiegenen Taktraten.

Je komplexer Spiele werden, desto wichtiger wird die CPU: Vor allem in Exklusivtiteln möchten die Hersteller eine nahtlose Erfahrung beim Durchstreifen der Spielwelt garantieren. Atmosphärische Details müssen arrangiert, nachladende Abschnitte rasch nachgeladen werden, damit ihr nicht aus der Immersion gerissen werdet.

In The Medium wandeln wir jederzeit zwischen Paralleldimensionen desselben Orts

The Medium berechnet bspw. zwei unterschiedliche Varianten derselben Spielwelt gleichzeitig. Im Hintergrund werden also Unmengen an Variablen abgeglichen, um den fliegenden Wechsel interessant zu gestalten. Zukünftige Open-World-Titel könnten sich diesen Aspekt noch mehr zunutze machen und viel gewaltigere Simulationen fahren. Wirbelstürme oder Blizzards in Forza Horizon, die auf den gesamten Verkehr des Spiels Einfluss nehmen? Liegt durchaus im Bereich des Möglichen.

Seit der Xbox One X hat sich viel getan

Xbox Series X & S liegen nahezu gleichauf, die Xbox-One-Generation befindet sich dagegen schon weit im Hintertreffen. Trotz hoher Kernanzahl kristallisiert sich schnell eine Überforderung bei modernen Features heraus.

Damit lässt sich auch die Limitierung auf eine Framerate von maximal 60 fps bei der Xbox One X erklären: Eine Steigerung der Framerate über dieses Maß setzt eine leistungsfähige CPU voraus, denn die Anzahl an Physik-, Objekt- und Animationskalkulationen steigt enorm an.

Multimedia

Alle Xbox-Konsolen: VRR, ALLC, HDR10, Dolby Vision (in Filmen), Dolby Atmos, DTS:X
Alle Xbox-Konsolen außer Series S: UHD-Support, Series S ohne Blu-Ray-Laufwerk
Nur Series X|S: 8K-Support, Dolby Vision (in Spielen)

Neben den bereits erwähnten Verbesserungen finden sich vor allem viele kleine Detailmodernisierungen im Hardware-Bereich. Der HDMI-2.1-Anschluss garantiert die Unterstützung von 8K-Streaming-Inhalten. Außerdem erfährt HDR eine Frischzellenkur. HDR10 wurde zuvor als Standard in Spielen herangezogen, mit der Xbox Series S sowie Xbox Series X wird des Weiteren aber Dolby Vision unterstützt, das einen 12-Bit Farbraum (also 61 Milliarden Farben) und eine Helligkeit von bis zu 10.000 nits abdeckt.

In immer mehr Filmen, wie hier am Beispiel von Joker, findet Dolby Vision Verwendung. Besonders in kontrastreichen Bildern spielt der höhere Dynamikumfang seine Stärken aus. (Bildquelle: Blu-Ray-Rezensionen.net)

Die Xbox One X, aber auch die kleinere S, konnten Dolby Vision nur bei Filmen darstellen. Wenig getan hat sich auf den ersten Blick auch beim Sound. Mit Dolby Atmos und DTS:X werden die gängigsten, objektbasierten Surround-Sound-Standards unterstützt.

Akustische Höchstleistung: "Objektbasiert" bedeutet in diesem Fall, dass Geräuschquellen nicht einzelnen Kanälen (also Lautsprechern) zugeordnet werden, sondern sich frei im dreidimensionalen Raum befinden.

Mit "Project Acoustics" bietet Microsoft in Spielen zudem eine Sound-Engine, die auf diese Funktion ausgelegt ist und entsprechend realistische Klangkulissen abbilden kann. Einige Exklusivtitel wie Gears of War 4 und Gears 5 haben diese Technik bereits in Teilaspekten verwendet, dedizierte Soundprozessoren in den Next-Gen-Konsolen sowie aufwendige Simulationen in der Cloud sollen aber für eine breitere Verwendung sorgen.

Die Rechtecke repräsentieren Zonen, für die Project Acoustics einzelne Toneigenschaften simulieren kann.

Weitere Vorteile, die auch mit HDMI-2.0b-spezifizierten TV-Geräten möglich sind:

• VRR (Variable Refresh Rate): Die Bildwiederholrate des TV-Displays wird exakt an die Framerate der Konsole angeglichen. Nerviges Bildzerreißen ("Tearing") wird so eliminiert und das Spielerlebnis wirkt flüssiger.
• ALLM (Automatic Low Latency Mode): Ein "Game-Modus" muss nicht mehr extra am Fernseher eingeschaltet werden, damit dieser für Spiele relevante Techniken zur Verringerung der Eingabelatenz aktiviert.
• eARC (Enhanced Audio Return Channel): Dem Fernseher ist es möglich, unkomprimierte Ton-Formate wie DTS:X oder Dolby Atmos an einen angeschlossenen Receiver durchzuschleifen.

Achtet beim Kauf eures Fernsehers auf entsprechende Vermerke in den Datenblättern, damit die Xbox Series X bzw. Series S diese Techniken auch nutzen können! Beide Xbox-One-Konsolen haben bereits ein Firmware-Update für eine VRR- und ALLM-Unterstützung erhalten.

Ray-Tracing

Xbox Series X|S: Hardware-basierter Ray-Tracing-Support
Xbox One X|S: Nicht vorhanden

In jeder Compute Unit ist eine bisher nicht genau definierte Anzahl an Kernen verbaut, die Ray-Tracing-Effekte beschleunigen sollen. Eingesetzt wird die Lichtstrahlenberechnung aktuell vorrangig bei Beleuchtungs- und Reflexionseffekten, aufgrund des enormen Ressourcenhungers aber nur eingeschränkt.

Bildrekonstruktion ist immer weiter auf dem Vormarsch: Am PC setzt Nvidia als einziger Anbieter für Ray-Tracing-Hardware daher vermehrt auf Deep Learning Super Sampling (DLSS), eine KI-gestützte Methode zur Bildrekonstruktion. Dabei wird ein Frame in einer niedrigen Auflösung gerendert und dann mittels komplexer Algorithmen auf die Zielauflösung hochskaliert.

Die Framerate steigt dadurch deutlich an und auch die Bildqualität überrascht. Die aktuellste Version "DLSS 2.0" liefert teilweise bessere Ergebnisse als natives 4K-Rendering. Sogar 8K in Videospielen wird in der Theorie möglich. Zwar gibt Microsoft "DirectML", also eigene Software für maschinelles Lernen, als Feature der Xbox Series X an, bislang wird allerdings nur das Verhalten von NPCs als Anwendungsszenario aufgeführt.

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Ray-Tracing bekommt auch von anderen Techniken Konkurrenz

Epic Games bietet als Teil der Unreal Engine 5.0 ein Beleuchtungssystem an, das der Funktionalität von Ray-Tracing in nichts nachstehen soll. "Lumen" passt dynamisch Licht- und Schattenverhältnisse an, ohne dass die Hardware stark belastet wird. Auf der Xbox One X konnte nur Crysis: Remastered vergleichbare Effekte darstellen, allerdings bei maximal 1080p und 30 fps.

Wo liegen die Stärken von Ray-Tracing? Es gilt Anwendungsbeispiele zu finden, in denen Ray-Tracing zur Geltung kommen kann und nicht zu viel Leistung frisst. Im Fokus stehen momentan daher vor allem Reflexionen.

Viele Titel, wie etwa Resident Evil 7, verzichteten in jüngster Vergangenheit vollständig darauf oder nutzten Screen Space Reflections. Dabei werden nur Objekte reflektiert, die sich im sichtbaren Bildausschnitt der Kamera befinden, weswegen ausgelassene Bereiche blass wirken und Unmengen an Details (etwa die eigene Spielfigur) verloren gehen. Ein Spiel wie Control hingegen zeigt, wie immersiv ein Spielerlebnis mit Ray-Tracing sein kann. Sich vor der eigenen Reflexion erschrecken, weil diese auf einmal in einer polierten Glasscheibe vor einem auftaucht? Ein unvergleichliches Gefühl.

Einfach gehaltene Spiele können dank Ray-Tracing in völlig neuem Glanz erscheinen. (Bildquelle: Nvidia)

Ray-Tracing kommt in Großproduktionen weniger zur Geltung: Mit Minecraft und Quake 2 RTX gibt es zwei Beispiele, die zeigen, dass simple Designkonzepte sehr gut mit Ray-Tracing harmonsieren. Licht- und Schattenspiele stechen auf einfachen Strukturen auffälliger hervor als bei technisch hochgezüchteten Triple-A-Produktionen.

Fazit

Die Series X und S sind spannende Rundumerneuerungen des Xbox-Portfolios. Endlich hält SSD-Technik Einzug in den Konsolenmarkt und wird direkt auch großartig eingesetzt. Perfekt aufeinander abgestimmte Komponenten sollen in zukünftigen Exklusivtiteln virtuelle Welten erschaffen, die im Wohnzimmer so noch nicht möglich waren. Bis das volle Potenzial der Next-Gen-Technik ausgeschöpft wird, dürfte es aber noch ein wenig dauern, weshalb ein sofortiger Umstieg nicht unbedingt notwendig ist.

Für wen ist die Next-Gen interessant? Die Xbox Series X richtet sich an 4K-Enthusiasten, die auch in zukünftigen Spielen stabile 60 fps erwarten. Für Sparfüchse und Full-HD-Besitzer, die den GamePass voll ausreizen möchten, ist hingegen die Series S die erste Wahl. Gehört ihr zu letztgenannter Zielgruppe, bleibt jedoch auch eine Xbox One X interessant, zumindest sofern ihr gegenüber der internen Festplatte abgehärtet seid und sofern ihr noch eine bekommt. Sobald reine Next-Gen-Entwicklungen erscheinen, solltet ihr dann unbedingt eine der beiden neuen Konsolen ins Auge fassen. Die Grafikleistung ist in Relation zum Kaufpreis irrsinnig hoch, wovon Blockbuster-Produktionen wie Cyberpunk 2077 und Senua's Sage: Hellblade 2 am meisten profitieren werden. Zumal Ray-Tracing weiterhin an Bedeutung gewinnen wird.