Hvordan DirectStorage forbedrer GPU-ydeevnen

PCIe 5.0 SSD'er kan blive en vigtig del af at opnå god spilydelse i fremtiden.

DirectStorage er Microsofts løsning til at modernisere, hvordan SSD'er bruges i spil. Som det står, er SSD'erne i dag meget begrænset af software, når det kommer til dataoverførselshastigheder og DirectStorage er simpelthen en måde at fjerne den flaskehals og få spil til at bruge den fulde kraft af NVMe/PCIe kører. Det tillader endda din GPU at få direkte adgang til din SSD og omgå din CPU helt. Du har sikkert hørt, at dette vil være fantastisk til at skære ned på indlæsningstider, og det er der, det meste af retorikken har været fokuseret.

Men DirectStorage handler ikke kun om indlæsningstider, og faktisk vil jeg hævde, at indlæsningstider ikke engang er det primære fokus for denne nye teknologi. Det, DirectStorage i virkeligheden handler om, er at tilslutte din SSD til din GPU og øge grafikydeevnen for højere framerates. Dette kunne være rigtig godt til pc-spil og give spillere mulighed for at drage fuld fordel af PCIe 5.0 SSD'er (

som i øjeblikket ikke er så nyttige til spil), eller det kan også være endnu en ting, der gør moderne GPU'er endnu mere afskyelige.

Hvordan DirectStorage kan gøre din SSD lige så vigtig som din CPU og GPU

Det er klart, at SSD'er og GPU'er er ret forskellige stykker hardware. Du gemmer spil på den ene og kører spil fra den anden, og det er ikke rigtig indlysende, at en hurtigere SSD betyder bedre spilydelse uden for indlæsningstider. Men alle GPU'er har én ting: Hukommelse eller mere specifikt VRAM. I sin kerne er VRAM blot et datalagringsmedium, hvilket er, hvad en SSD er, og selvom GDDR er ret anderledes end NAND-flash, har de begge én ting til fælles: båndbredde.

Hukommelsesbåndbredde er en nøglespecifikation for GPU'er. Det bestemmes af en kombination af hukommelsesbusbredden, frekvensen af hukommelseschips, og hvor mange hukommelseschips der er i brug, da brug af en hel hukommelsesbus kræver et vist antal chips. Low-end GPU'er har normalt mindst 100 GB/s båndbredde til deres rådighed, og high-end GPU'er kan bare røre 1TB/s. Båndbredden på SSD'er er lige den overførselshastighed, de kan ramme, hvilket er noget, som SSD-producenter har en tendens til at annoncere for.

Nu er du måske klar over, at PCIe 5.0 SSD'er teoretisk set vil være på 16 GB/s, langt fra selv 100 GB/s, men det er kun rå data. Den hemmelige sauce ved DirectStorage er, at den kan bruge GPU'en i stedet for CPU'en til datadekomprimering, så det er nu muligt at komprimere data direkte fra SSD'en og give dem til GPU'en. Dette har også en ekstra bivirkning ved at reducere belastningen på CPU'en.

Microsoft har endnu ikke annonceret, hvor meget komprimering DirectStorage vil være i stand til, men efter hvad jeg kan forstå, vil det sandsynligvis være fem gange så meget komprimering eller lidt mere. Det er i det væsentlige fem gange båndbredden, hvilket betyder, at fremtidens hurtigste PCIe 5.0 SSD'er kan tilbyde op til 80 GB/s ekstra båndbredde.

For lavere-ende og mellemtone GPU'er er dette en ret stor ting. 80 GB/s ekstra båndbredde ville være en forbedring på 30 % for RTX 4060 og omkring 25 % forbedring for RX 7600. Fordelen er mindre klar for avancerede GPU'er, men det ville i det mindste være lidt ekstra. PCIe 6.0 SSD'er vil øge dette til 160 GB/s ekstra båndbredde, og det vil være en endnu større sag. For pokker, en PCIe 4.0 SSD i en håndholdt gaming-pc ville være et massivt løft for integreret grafik, som normalt kræver high-end RAM for at fungere godt, selv i tilfælde af Steam dæk.

DirectStorage kan være en fantastisk ting eller en anden grund til at hindre fremtidige GPU'er

Kilde: Nvidia

En ting, jeg er bekymret over med DirectStorage, er, at det kunne blive en mindre rar-at-have-funktion og mere en din-ydelse-vil-være-forfærdelig-hvis-du-ikke-har-en -hurtig-SSD slags gimmick. En grund til, at jeg er særligt bekymret over dette, er, at GPU-producenter (hovedsageligt Nvidia og AMD her) har forsøgt at spare penge ved at slanke hukommelsen på GPU'er i et stykke tid nu, og mens meget af det har med kapacitet at gøre, det handler også om båndbredde.

I de seneste år har vi set nogle ret hurtige GPU'er komme ud med chokerende små hukommelsesbusbredder. For eksempel plejede 256-bit eller endda 192-bit busser at være ret standard for mellemklassen, men nu mellemklassekort som f.eks. RX 7600 og RTX 4060 har kun 128-bit busser, som plejede at være reserveret til nogle af de langsomste GPU'er i mange serie. Selv RTX 4090 har kun en 384-bit bred bus, det samme som RTX 3080 Ti.

Der er selvfølgelig gode grunde til, at Nvidia og AMD ønsker at skære ned på busbredden: det gør GPU'er mindre og dermed billigere at producere, og bredere busser kræver flere hukommelseschips for at fylde hele bredden og få den fulde ydeevne. Alligevel er dette i sidste ende en omkostningsbesparende foranstaltning, og når man sparer så mange penge som muligt, er det mål, det ender med at skabe incitamenter til at kompromittere et produkts integritet, bare genert for at krydse linje. Nvidia har gjort det med sin VRAM på de seneste GPU'er, og i nogle spil kan du faktisk løbe tør for VRAM på en $400+ GPU som RTX 3070.

Min største bekymring er, at DirectStorage bliver et krav for at få en normal mængde ydeevne ud af GPU'er, hvis denne teknologi bliver standarden eller ligefrem udbredt nok. Det ville være som en endnu værre version af RX 6400, en low-end GPU, der kræver PCIe 4.0 for god ydeevne, fordi AMD sætter det mindste antal baner på den. Hvis alle har brug for en top-end PCIe 5.0 SSD for at få en GPU til at køre som forventet, bliver det endnu en barriere for adgang for spillere med færre muligheder for at købe hardware.

Teknologien er dog unægtelig cool

Selvom jeg er bekymret for, hvilke incitamenter DirectStorage kan skabe for GPU-design, tror jeg, det er noget, der kunne have magten til virkelig at forbedre spil. Det er klart, at spiludviklere vil kunne trække masser af brug ud af DirectStorage i Xbox, hvor hardwaren er lettere at arbejde med, men efter hvad jeg har hørt, lyder det som om denne teknologi vil være plug-and-play, så den burde fungere godt på pc med en række hardware konfigurationer.

Jeg er især spændt på, hvad DirectStorage kunne gøre for integreret grafik som i håndholdte gaming-pc'er. ROG Ally har kun omkring 100 GB/s i hukommelsen båndbredde, og DirectStorage kunne tilføje yderligere 25 GB/s eller deromkring med de hurtigste 2230-størrelse PCIe 4.0 SSD'er. Det kan være op til 40 GB/s, hvis der kommer hurtigere drev i 2230-størrelse ud. Tænk på, hvor hurtig iGPU'en på din bærbare eller mini-pc kunne blive med en hurtig PCIe 4.0 eller 5.0 SSD (når de er kølige nok til at køre uden køleplader). Det kunne virkelig booste levedygtigheden af ​​low-end, integrerede GPU'er til spil, og det ville jeg elske at se.