كيف يعمل DirectStorage على تحسين أداء وحدة معالجة الرسومات

DirectStorage هو حل Microsoft لتحديث كيفية استخدام محركات أقراص SSD في الألعاب. في الوقت الحالي، تعد محركات أقراص SSD اليوم محدودة جدًا بالبرامج عندما يتعلق الأمر بسرعات نقل البيانات يعد DirectStorage مجرد وسيلة لإزالة هذا الاختناق وجعل الألعاب تستخدم القوة الكاملة لـ NVMe/PCIe محركات الأقراص. حتى أنه يسمح لوحدة معالجة الرسومات الخاصة بك بالوصول إلى SSD الخاص بك مباشرة، متجاوزًا وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك بالكامل. من المحتمل أنك سمعت أن هذا سيكون أمرًا رائعًا لتقليل أوقات التحميل، وهذا هو المكان الذي تركزت فيه معظم الخطابات.

لكن DirectStorage لا يتعلق فقط بأوقات التحميل، وفي الواقع، أعتقد أن أوقات التحميل ليست حتى محور التركيز الأساسي لهذه التقنية الجديدة. ما يدور حوله DirectStorage حقًا هو توصيل SSD الخاص بك بوحدة معالجة الرسومات الخاصة بك، وزيادة أداء الرسومات للحصول على معدلات إطارات أعلى. قد يكون هذا رائعًا حقًا لألعاب الكمبيوتر ويسمح للاعبين بالاستفادة الكاملة من محركات أقراص PCIe 5.0 SSD (والتي ليست مفيدة حاليًا للألعاب

)، أو قد يكون أيضًا شيئًا آخر يجعل وحدات معالجة الرسومات الحديثة أكثر بغيضة.

كيف يمكن لـ DirectStorage أن يجعل SSD الخاص بك لا يقل أهمية عن وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات لديك

من الواضح أن محركات أقراص SSD ووحدات معالجة الرسومات عبارة عن قطع مختلفة تمامًا من الأجهزة. تقوم بتخزين الألعاب على أحدهما وتشغيل الألعاب على الآخر، وليس من الواضح حقًا أن SSD الأسرع يعني أداء أفضل للألعاب خارج أوقات التحميل. لكن جميع وحدات معالجة الرسومات لديها شيء واحد: الذاكرة، أو بشكل أكثر تحديدًا VRAM. VRAM في جوهرها هي مجرد وسيلة لتخزين البيانات، وهو ما هو SSD، وبينما يختلف GDDR تمامًا عن NAND flash، فإن كلاهما يشتركان في شيء واحد: عرض النطاق الترددي.

يعد عرض النطاق الترددي للذاكرة أحد المواصفات الأساسية لوحدات معالجة الرسومات. يتم تحديده من خلال مجموعة من عرض ناقل الذاكرة وتكرار شرائح الذاكرة، وعدد شرائح الذاكرة المستخدمة نظرًا لأن استخدام ناقل الذاكرة بأكمله يتطلب عددًا معينًا من شرائح الذاكرة رقائق. عادةً ما تحتوي وحدات معالجة الرسومات المنخفضة على نطاق ترددي يبلغ 100 جيجابايت/ثانية على الأقل تحت تصرفها، ويمكن لوحدات معالجة الرسومات المتطورة أن تصل إلى 1 تيرابايت/ثانية فقط. إن النطاق الترددي لمحركات أقراص SSD هو مجرد سرعات النقل التي يمكن أن تصل إليها، وهو أمر يميل مصنعو محركات أقراص SSD إلى الإعلان عنه.

الآن، ربما تكون على علم بأن محركات أقراص PCIe 5.0 SSD ستصل نظريًا إلى سرعة 16 جيجابايت/ثانية، وهو بعيد كل البعد عن 100 جيجابايت/ثانية، ولكن هذه مجرد بيانات أولية. إن الخلطة السرية لـ DirectStorage هي حقيقة أنه يمكن استخدام وحدة معالجة الرسومات بدلاً من وحدة المعالجة المركزية لضغط البيانات، لذا أصبح من الممكن الآن ضغط البيانات مباشرة من SSD وإعطائها إلى وحدة معالجة الرسومات. وهذا له أيضًا تأثير جانبي إضافي يتمثل في تقليل الحمل على وحدة المعالجة المركزية.

لم تعلن Microsoft بعد عن مقدار الضغط الذي سيتمكن DirectStorage من القيام به، ولكن مما يمكنني جمعه من المحتمل أن يكون خمسة أضعاف الضغط أو أكثر قليلاً. وهذا يمثل خمسة أضعاف عرض النطاق الترددي، مما يعني أن أسرع محركات أقراص PCIe 5.0 SSD في المستقبل يمكن أن توفر ما يصل إلى 80 جيجابايت / ثانية من النطاق الترددي الإضافي.

بالنسبة لوحدات معالجة الرسومات المنخفضة والمتوسطة المدى، يعد هذا أمرًا كبيرًا جدًا. سيكون عرض النطاق الترددي الإضافي الذي يبلغ 80 جيجابايت/ثانية بمثابة تحسين بنسبة 30% لـ RTX 4060، وتحسين بنسبة 25% تقريبًا لـ RX 7600. تكون الفائدة أقل وضوحًا بالنسبة لوحدات معالجة الرسوميات المتطورة، ولكنها ستكون على الأقل أكثر قليلاً. ستعمل محركات أقراص PCIe 6.0 SSD على زيادة هذا النطاق الترددي الإضافي إلى 160 جيجابايت / ثانية، وستكون هذه صفقة أكبر. حسنًا، سيكون وجود PCIe 4.0 SSD في جهاز كمبيوتر محمول للألعاب بمثابة تعزيز هائل للرسومات المدمجة، والتي تتطلب عادةً ذاكرة وصول عشوائي عالية الأداء لأداء جيد، حتى في حالة الكمبيوتر. سطح البخار.

قد يكون DirectStorage أمرًا رائعًا، أو سببًا آخر لإعاقة وحدات معالجة الرسومات المستقبلية

الشيء الوحيد الذي يقلقني بشأن DirectStorage هو أنه قد يصبح أقل من نوع من الميزات اللطيفة وأكثر من أن يكون أدائك سيئًا إذا لم يكن لديك -نوع سريع SSD من وسيلة للتحايل. أحد الأسباب التي تجعلني أشعر بالقلق بشكل خاص بشأن هذا هو أن الشركات المصنعة لوحدة معالجة الرسومات (بشكل رئيسي Nvidia و AMD هنا) تحاول توفير المال عن طريق تقليص الذاكرة على وحدات معالجة الرسومات لفترة من الوقت الآن، وبينما الكثير من ذلك يتعلق بالقدرة، يتعلق الأمر أيضًا بعرض النطاق الترددي.

في السنوات الأخيرة، رأينا بعض وحدات معالجة الرسوميات السريعة جدًا تخرج بناقل ذاكرة صغير الحجم بشكل صادم. على سبيل المثال، كانت الناقلات 256 بت أو حتى 192 بت تميل إلى أن تكون قياسية جدًا بالنسبة للمدى المتوسط، ولكن الآن أصبحت البطاقات متوسطة المدى مثل إن RX 7600 وRTX 4060 مزودان بحافلات 128 بت فقط، والتي كانت مخصصة لبعض من أبطأ وحدات معالجة الرسومات في العديد من مسلسل. حتى RTX 4090 يحتوي فقط على ناقل بعرض 384 بت، مثل RTX 3080 Ti.

بالطبع، هناك أسباب وجيهة وراء رغبة Nvidia وAMD في تقليل عرض الناقل: فهي تجعل وحدات معالجة الرسومات أصغر حجمًا وبالتالي أرخص في الإنتاج، وتتطلب الحافلات الأوسع عددًا أكبر من شرائح الذاكرة لملء العرض الكامل والحصول على العرض الكامل أداء. ومع ذلك، يعد هذا في النهاية إجراءً لتوفير التكاليف، وعندما يكون توفير أكبر قدر ممكن من المال هو الحل الأمثل الهدف، فإنه ينتهي في نهاية المطاف إلى خلق حوافز للمساس بسلامة المنتج فقط خجولة من تجاوز خط. لقد فعلت Nvidia ذلك من خلال VRAM الخاصة بها على وحدات معالجة الرسومات الحديثة، وفي بعض الألعاب، يمكنك بالفعل نفاد VRAM على وحدة معالجة رسومات تزيد قيمتها عن 400 دولار مثل RTX 3070.

أكبر ما يقلقني هو أن DirectStorage سيصبح متطلبًا للحصول على قدر عادي من الأداء من وحدات معالجة الرسومات إذا أصبحت هذه التقنية هي المعيار أو حتى منتشرة على نطاق واسع بما فيه الكفاية. سيكون مثل إصدار أسوأ من RX 6400، وهو عبارة عن وحدة معالجة رسومات منخفضة المستوى تتطلب PCIe 4.0 للحصول على أداء جيد لأن AMD وضعت الحد الأدنى من الممرات عليها. إذا كان الجميع بحاجة إلى محرك أقراص PCIe 5.0 SSD متطور لتشغيل وحدة معالجة الرسومات كما هو متوقع، فسيكون ذلك كذلك هناك عائق آخر أمام دخول اللاعبين الذين لديهم وسائل أقل لشراء الأجهزة.

التكنولوجيا رائعة بلا شك

على الرغم من أنني أشعر بالقلق بشأن الحوافز التي قد يقدمها DirectStorage لتصميم وحدة معالجة الرسومات، إلا أنني أعتقد أنه شيء يمكن أن يكون لديه القدرة على تحسين الألعاب حقًا. من الواضح أن مطوري الألعاب سيكونون قادرين على استخلاص الكثير من الاستخدام من DirectStorage في Xbox، حيث يكون التعامل مع الأجهزة أسهل، ولكن مما سمعته، يبدو أن هذه التقنية ستكون قابلة للتوصيل والتشغيل، لذا يجب أن تعمل بشكل جيد على جهاز الكمبيوتر مع مجموعة متنوعة من الأجهزة التكوينات.

أنا متحمس بشكل خاص لما يمكن أن يفعله DirectStorage للرسومات المدمجة كما هو الحال في أجهزة الكمبيوتر المحمولة المخصصة للألعاب. تبلغ سعة ذاكرة ROG Ally حوالي 100 جيجابايت/ثانية فقط عرض النطاق الترددي، ويمكن لـ DirectStorage إضافة 25 جيجابايت/ثانية إضافية أو نحو ذلك باستخدام أسرع محركات أقراص PCIe 4.0 SSD بحجم 2230. يمكن أن يصل ذلك إلى 40 جيجابايت/ثانية إذا ظهرت محركات أقراص أسرع بحجم 2230 خارج. فكر في مدى السرعة التي يمكن أن تصل بها وحدة معالجة الرسوميات iGPU الموجودة في الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر الشخصي الصغير لديك باستخدام PCIe 4.0 أو 5.0 SSD السريع (بمجرد أن تصبح باردة بما يكفي للتشغيل بدون مبددات حرارة). يمكن أن يعزز هذا بالفعل صلاحية وحدات معالجة الرسومات المدمجة المنخفضة الجودة للألعاب، وأود أن أرى ذلك.