Steam Frame คืออะไร และปัญหาใหญ่ชื่อ ARM
Steam Frame คือเฮดเซต VR ที่ทำตัวเป็นพีซี SteamOS ขนาดย่อมบนสถาปัตยกรรม ARM สามารถรันเกม Steam ทั้งแบบ VR และเกมจอปกติได้ทั้งแบบสตรีมจากพีซีและแบบสแตนด์อโลน โดยใช้ชิป Snapdragon VR และระบบแปลคำสั่งเพื่อให้เกม x86 ทำงานบน ARM ได้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ผู้เล่นเข้าถึงคลังเกมเดิมโดยไม่ต้องซื้อเกมใหม่หรือฮาร์ดแวร์เพิ่ม
หัวใจความกล้าของ Valve คือการเลือกใช้โปรเซสเซอร์ Snapdragon 8 Gen 3 ที่เป็น ARM ใน Steam Frame แทนที่จะเล่นทางง่ายด้วย x86 แบบเดิม ทำให้การทำ Steam Frame ARM compatibility กลายเป็นงานวิศวกรรมขนาดมหึมา เพราะเกมพีซีส่วนใหญ่เขียนมาสำหรับ x86 เท่านั้น ในทางหนึ่งนี่คือการเดิมพันว่าประสิทธิภาพและการประหยัดพลังงานจาก ARM จะคุ้มกับความยุ่งยากทางซอฟต์แวร์ และผลลัพธ์ก็คือเฮดเซตที่รันเกมเองได้โดยไม่ต้องพึ่งพีซีเลย
ด้วยสถาปัตยกรรมใหม่นี้ Steam Frame สามารถรันเกมที่เรนเดอร์จากพีซีผ่านการสตรีม หรือให้ตัวเฮดเซตเรนเดอร์เกมเองก็ได้ เกมต้องเป็นเวอร์ชันสำหรับ SteamOS บน Arm64 หรือผ่านการแปลด้วย Proton และ FEX เพื่อให้คำสั่ง x86 ทำงานบน ARM ได้ นี่คือฐานสำคัญที่ทำให้ Steam Frame แตกต่างจากเฮดเซต VR อื่น และเป็นเวทีทดลองสำหรับอนาคตของเกมบน ARM ทั้งระบบ
Half-Life: Alyx ARM64 การพิสูจน์ว่า VR หนักๆ รันบน ARM ได้จริง
ถ้ามีเกมไหนจะใช้วัดขีดจำกัดของ Steam Frame ได้จริง เกมนั้นคือ Half-Life: Alyx Valve เลือกไม่เดินทางลัดด้วยการสตรีมจากพีซีอย่างเดียว แต่ลงทุนทำพอร์ตเนทีฟ Half-Life Alyx ARM64 สำหรับ SteamOS บน Steam Frame โดยตรง นี่คือคำตอบที่ชัดที่สุดว่าการรันเกม VR ระดับท็อปแบบสแตนด์อโลนโดยไม่ต้องสตรีมไม่ใช่แค่ความฝันทางการตลาด
เดิมที Alyx เป็นเกม x86 บน Windows และต่อมามีพอร์ต Linux ที่ใช้ Vulkan แต่ก็ยังเป็น x86 อยู่ การแค่พึ่ง FEX เพื่อแปลคำสั่ง x86 ไป ARM สำหรับเกม VR หนักๆ แบบนี้ไม่ให้ประสบการณ์ที่น่าพอใจด้านประสิทธิภาพ ดังนั้น Valve จึงตัดสินใจลงแรงเขียนพอร์ต Arm64 เต็มตัว พร้อมปรับปรุงไดรเวอร์ Vulkan และ SteamVR บน ARM ให้เข้ากับงาน VR ที่ต้องการเฟรมเรตนิ่งและความหน่วงต่ำ
เวอร์ชัน ARM ของ Alyx ถูกตั้งค่าเริ่มต้นที่ 72 เฮิรตซ์ และล็อกเฟรมเรตที่ 36 FPS เพื่อสมดุลระหว่างคุณภาพภาพและประสิทธิภาพบน Snapdragon VR processor สิ่งที่สำคัญกว่าตัวเลขคือการส่งสัญญาณไปยังผู้พัฒนาอื่นว่า ถ้าปรับโค้ดและเอนจินให้เหมาะ ARM ก็รองรับเกม VR ระดับท็อปได้ ผู้เขียนมองว่านี่คือหมุดหมายที่บอกว่าอนาคตของเกม PC VR ไม่ได้ผูกติดกับ x86 อีกต่อไป
Foveated rendering และ eye-tracking กระสุนเงินของ Valve บน ARM
การทำให้ Half-Life: Alyx รันแบบสแตนด์อโลนบน ARM ไม่ได้สำเร็จเพราะพอร์ตสถาปัตยกรรมอย่างเดียว แต่เพราะ Valve หยิบเทคนิค Foveated rendering VR และระบบ eye-tracking มาเป็นอาวุธหลัก Steam Frame รองรับ Foveated Rendering เป็นครั้งแรก โดยเรนเดอร์เฉพาะส่วนที่ผู้เล่นมองอยู่ด้วยความละเอียดสูง ส่วนที่เหลือของภาพจะลดความละเอียดลงเพื่อประหยัดพลังประมวลผล
Steam Frame ตรวจสอบทิศทางสายตาผู้ใช้ถึง 80 ครั้งต่อวินาที เพื่ออัปเดตตำแหน่งที่ต้องเรนเดอร์ความละเอียดสูงแบบเรียลไทม์ การจับคู่ระหว่าง Foveated Rendering กับ eye-tracking บนฮาร์ดแวร์ Snapdragon ARM กลายเป็นสิ่งที่ทีม Valve เรียกว่าเหมือนกระสุนเงินที่ช่วยให้ Alyx รันบนเฮดเซตได้ด้วยตัวเอง ความหมายเชิงวิศวกรรมคือพวกเขายอมลดรายละเอียดภาพส่วนที่เราแทบไม่โฟกัส เพื่อแลกกับเฟรมเรตและความเสถียรที่ประสบการณ์ VR ต้องการ
แน่นอน เทคนิคนี้มีผลข้างเคียง ผู้ทดสอบพบว่าคุณภาพภาพลดลงเมื่อเทียบกับการสตรีมจากพีซี และสามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงได้หากมองหรือลองมองด้วยหางตาอย่างตั้งใจ แต่มุมมองของผู้เขียนคือสำหรับ ARM hardware ในวันนี้ การยอมลดความเนียนบางส่วนเพื่อให้เกม VR หนักๆ รันได้บนอุปกรณ์เดียว เป็นการแลกเปลี่ยนที่สมเหตุสมผลกว่าการบังคับผู้เล่นต้องมีพีซีแรงๆ ทุกคน
FEX compatibility tool และแผนบุก ARM PC ทั่วไป
ถึง Valve จะลงแรงพอร์ต Half-Life: Alyx เป็น ARM64 แต่พวกเขาไม่ได้ตั้งใจให้ทุกเกมต้องเขียนใหม่หมด เครื่องมือหลักที่อยู่เบื้องหลัง Steam Frame ARM compatibility คือ FEX compatibility tool ซอฟต์แวร์แบบโอเพ่นซอร์สที่แปลคำสั่ง x86 ไปเป็น ARM เพื่อให้เกมพีซีเดิมรันบนเฮดเซตได้คล้ายกับที่ Proton ทำให้เกม Windows รันบน SteamOS บน Linux
ทีมพัฒนา FEX ได้รับการสนับสนุนจาก Valve มาหลายปี เพื่อทำให้ชั้นแปลคำสั่งนี้ใช้งานได้ในโลกจริง ไม่ใช่แค่เดโม่ในห้องทดลอง ที่สำคัญ Valve ไม่ต้องการให้เทคโนโลยีนี้หยุดอยู่แค่ Steam Frame วิศวกรของบริษัทยืนยันว่าพวกเขากำลังมองไปถึงการทำให้ FEX และ SteamOS สำหรับ ARM ใช้งานได้บนพีซีและแล็ปท็อป ARM ทั่วไป ถ้าเดินเกมนี้สำเร็จ เครื่อง ARM ที่เคยเป็นแค่สายทำงานเอกสารหรือดูหนัง อาจกลายเป็นเครื่องเล่นเกม Steam เต็มตัวได้
อย่างไรก็ตาม Half-Life: Alyx แสดงให้เห็นชัดว่า FEX เพียงอย่างเดียวไม่พอสำหรับเกม VR หนักๆ ผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพไม่ถึงระดับที่ Valve ยอมรับได้ ภาพรวมจึงชัดว่าหมุดหมายของ FEX คือการเปิดทางให้เกมส่วนใหญ่ในคลัง Steam รันได้บน ARM แม้จะไม่สมบูรณ์แบบ ในขณะที่เกมเรือธงอย่าง Alyx จะได้รับการดูแลเป็นพอร์ตเนทีฟพร้อมการปรับแต่งเฉพาะทาง
ทำไม Valve เลือกแก้เกมเก่า แทนสร้างเกม VR ใหม่บน Steam Frame
หลายคนอาจคาดหวังว่า Steam Frame จะมาพร้อมเกม VR ใหม่แบบที่เคยทำกับฮาร์ดแวร์รุ่นก่อน แต่ Valve เลือกกลับไปที่ Half-Life: Alyx แทน ทีม SteamOS ยอมรับว่าพวกเขาเคยพูดถึงไอเดียเกมใหม่ ทว่าตัดสินใจหันไปโฟกัสการทำให้คลังเกม Steam ทั้งหมดมีประสบการณ์ที่ดีบนอุปกรณ์ใหม่ และทุ่มทรัพยากรส่วนใหญ่ไปกับการสร้างความเข้ากันได้ของเกมแทน
เหตุผลนั้นตรงไปตรงมา ARM compatibility กลายเป็นงานใหญ่จนเบียดพื้นที่ของการพัฒนาเกมใหม่ ถ้าจะให้ผู้เล่นประทับใจ Steam Frame ตั้งแต่วันแรก การทำให้เกม VR ชั้นนำอย่าง Alyx แสดงศักยภาพของโหมดสแตนด์อโลนได้เต็มที่สำคัญกว่าการมีเดโมเล็กๆ เพื่อเรียกเสียงว้าว ผู้เขียนเห็นด้วยกับทางเลือกนี้ เพราะสิ่งที่ผู้ใช้ต้องการไม่ใช่ของเล่นทดลอง แต่คือคำตอบว่าเครื่องนี้จะทำอะไรกับคลังเกมเดิมของเราได้บ้าง
มองไปข้างหน้า Steam Frame จึงไม่ใช่แค่เฮดเซต VR รุ่นใหม่ แต่เป็นสนามทดสอบแนวคิดเกมบน ARM ตั้งแต่ Snapdragon VR processor ไปจนถึง Foveated Rendering และ FEX compatibility tool ถ้า Valve เดินตามแผนที่จะขยายเทคโนโลยีนี้สู่พีซี ARM ทั่วไปได้สำเร็จ โลกเกมอาจได้เห็นวันที่แพลตฟอร์ม ARM ไม่ใช่รองแต่กลายเป็นเวทีหลักอีกเวทีหนึ่ง และวันนี้ Half-Life Alyx ARM64 ก็ได้พิสูจน์แล้วว่ากำแพงนั้นเริ่มร้าวแล้ว
