DirectStorage が GPU パフォーマンスを向上させる仕組み

DirectStorage は、ゲームでの SSD の使用方法を最新化するための Microsoft のソリューションです。 現状では、今日の SSD はデータ転送速度に関してソフトウェアによって非常に制限されており、 DirectStorage は、そのボトルネックを解消し、ゲームで NVMe/PCIe の能力を最大限に活用できるようにする単なる方法です。 ドライブします。 さらに、GPU が CPU を完全にバイパスして SSD に直接アクセスできるようになります。 おそらく、これがロード時間を短縮するのに最適であるということを聞いたことがあるでしょう。そして、レトリックのほとんどがそこに焦点を当てています。

しかし、DirectStorage は読み込み時間だけを重視しているわけではありません。実際、読み込み時間はこの新しいテクノロジの主な焦点ですらないと私は主張します。 DirectStorage の実​​際の目的は、SSD を GPU に接続し、グラフィックス パフォーマンスを向上させてフレームレートを高めることです。 これは PC ゲームにとって非常に優れており、ゲーマーは PCIe 5.0 SSD を最大限に活用できます (現時点ではゲームにはあまり役に立ちません）、あるいは、最新の GPU をさらに忌まわしいものにするもう 1 つの要因である可能性もあります。

DirectStorage が SSD を CPU や GPU と同じくらい重要なものにする方法

明らかに、SSD と GPU はかなり異なるハードウェアです。 一方にゲームを保存し、もう一方でゲームを実行しますが、SSD が高速であることがロード時間以外のゲーム パフォーマンスの向上を意味するかどうかは、それほど明白ではありません。 しかし、すべての GPU には 1 つのものがあります。それはメモリ、より具体的にはメモリです。 VRAM. 本質的に、VRAM は単なるデータ ストレージ メディアであり、これが SSD です。GDDR は NAND フラッシュとはかなり異なりますが、どちらにも帯域幅という共通点があります。

メモリ帯域幅は GPU の重要な仕様です。 メモリバス幅、周波数の組み合わせによって決まります。 メモリ チップ、およびメモリ バス全体を利用するには一定数のメモリ チップが必要となるため、使用されているメモリ チップの数 チップス。 通常、ローエンド GPU は自由に使える帯域幅が少なくとも 100 GB/秒あり、ハイエンド GPU はわずか 1 TB/秒に達することもあります。 SSD の帯域幅は、SSD が到達できる転送速度にすぎず、SSD メーカーはこれを宣伝する傾向があります。

さて、PCIe 5.0 SSD の理論上の上限は 16GB/s であり、100GB/s とは程遠いことに気づいているかもしれませんが、これは単なる生データです。 DirectStorage の秘訣は、データの解凍に CPU ではなく GPU を使用できるという事実であり、SSD から直接データを圧縮して GPU に渡すことが可能になりました。 これには、CPU の負荷が軽減されるという追加の副作用もあります。

Microsoft は、DirectStorage がどの程度の圧縮が可能かをまだ発表していませんが、私が収集した情報によると、おそらく 5 倍かそれ以上の圧縮になるでしょう。 これは実質的に帯域幅の 5 倍であり、将来の最速の PCIe 5.0 SSD が最大 80GB/秒の追加帯域幅を提供できることを意味します。

ローエンドおよびミッドレンジの GPU にとって、これはかなり大きな問題です。 80 GB/秒の追加帯域幅は、RTX 4060 では 30% の向上、RX 7600 では約 25% の向上となります。 ハイエンド GPU の利点はそれほど明確ではありませんが、少なくとももう少し追加されるでしょう。 PCIe 6.0 SSD では、これが 160 GB/秒の追加帯域幅に増加し、これはさらに大きなことになります。 そうですね、ハンドヘルド ゲーム PC に PCIe 4.0 SSD を搭載すると、統合グラフィックスが大幅に向上します。グラフィックスでは通常、パフォーマンスを向上させるためにハイエンド RAM が必要です。 スチームデッキ.

DirectStorage は素晴らしいことである可能性もあれば、将来の GPU を妨げる別の理由になる可能性もあります

DirectStorage に関して私が懸念していることの 1 つは、これがあれば便利な機能というよりも、「これがないとパフォーマンスが低下する」という機能になる可能性があることです。 -高速SSDの一種のギミック。 私がこれについて特に懸念している理由の 1 つは、GPU メーカー (ここでは主に Nvidia と AMD) がここしばらく GPU のメモリをスリム化することでコストを節約しようとしてきているためです。 その多くは容量に関係します、それは帯域幅にも関係します。

近年、驚くほど小さなメモリバス幅を備えた、かなり高速な GPU がいくつか登場しました。 たとえば、ミッドレンジでは 256 ビットまたは 192 ビットのバスがかなり標準的な傾向がありましたが、現在では次のようなミッドレンジ カードが使用されています。 RX 7600 と RTX 4060 のバスはわずか 128 ビットですが、これは多くのデバイスで最も遅い GPU の一部のために予約されていました。 シリーズ。 RTX 4090 でも、RTX 3080 Ti と同じ 384 ビット幅のバスしかありません。

もちろん、Nvidia と AMD がバス幅を削減したいのには十分な理由があります。バス幅を削減すると GPU が小型化されるため、 製造コストが安くなり、バスの幅が広くなると、全幅に実装してフル容量を取得するにはより多くのメモリ チップが必要になります。 パフォーマンス。 それでも、これは最終的にはコスト削減策であり、できるだけ多くのお金を節約することが重要です。 目標を達成すると、最終的には、基準を通過する直前に製品の完全性を侵害するインセンティブを生み出すことになります。 ライン。 Nvidia は最近の GPU 上の VRAM を使用してこれを実現しており、一部のゲームでは、RTX 3070 のような 400 ドル以上の GPU では実際に VRAM が不足する可能性があります。

私の最大の懸念は、DirectStorage が標準になった場合、または十分に普及した場合、GPU から通常のパフォーマンスを引き出すための要件になることです。 これは RX 6400 のさらに悪いバージョンのようなものです。RX 6400 は、AMD が必要最低限​​のレーンを搭載しているため、優れたパフォーマンスを得るために PCIe 4.0 を必要とするローエンド GPU です。 GPU を期待通りに動作させるために、誰もがトップエンドの PCIe 5.0 SSD を必要とするなら、それは次のようになります。 ハードウェアを購入する手段が少ないゲーマーにとって、新たな参入障壁.

テクノロジーは間違いなくクールですが、

DirectStorage が GPU 設計にどのようなインセンティブをもたらすかについては心配していますが、ゲームを本当に向上させる力を持つ可能性があるものだとは考えています。 明らかに、ゲーム開発者は、ハードウェアの操作が容易な Xbox の DirectStorage を最大限に活用できるようになりますが、 聞いたところによると、このテクノロジーはプラグアンドプレイになるようですので、さまざまなハードウェアを備えた PC でうまく動作するはずです 構成。

私は特に、ハンドヘルド ゲーム PC のような統合グラフィックスに対して DirectStorage が何ができるかに興奮しています。 ROG Allyのメモリは約100GB/秒しかありません DirectStorage は、最速の 2230 サイズの PCIe 4.0 SSD を使用してさらに 25 GB/秒程度を追加できます。 より高速な 2230 サイズのドライブが登場すれば、最大 40GB/秒になる可能性があります 外。 ラップトップまたはミニ PC の iGPU が、高速 PCIe 4.0 または 5.0 SSD を使用してどれくらい高速になるかを考えてください (ヒートシンクなしで動作できるほど冷却されていれば)。 これにより、ゲーム用のローエンドの統合 GPU の実行可能性が大幅に向上する可能性があり、それを見てみたいと思っています。