Hvordan DirectStorage forbedrer GPU-ytelsen

DirectStorage er Microsofts løsning for å modernisere hvordan SSD-er brukes i spill. Som det står, er SSD-ene i dag veldig begrenset av programvare når det kommer til dataoverføringshastigheter, og DirectStorage er rett og slett en måte å fjerne den flaskehalsen og få spill til å bruke full kraft av NVMe/PCIe kjører. Den lar til og med GPU-en få tilgang til SSD-en din direkte, og omgår CPU-en din helt. Du har sikkert hørt at dette kommer til å være flott for å kutte ned lastetider, og det er der mesteparten av retorikken har vært fokusert.

Men DirectStorage handler ikke bare om lastetider, og faktisk vil jeg hevde at lastetider ikke engang er hovedfokuset for denne nye teknologien. Det DirectStorage egentlig handler om er å koble SSD-en til GPU-en, og øke grafikkytelsen for høyere bildehastigheter. Dette kan være veldig bra for PC-spilling og tillate spillere å dra full nytte av PCIe 5.0 SSD-er (som for øyeblikket ikke er så nyttige for spill

), eller det kan også være enda en ting som gjør moderne GPUer enda mer avskyelige.

Hvordan DirectStorage kan gjøre SSD-en din like viktig som CPU og GPU

Åpenbart er SSD-er og GPU-er ganske forskjellige maskinvare. Du lagrer spill på den ene og kjører spill på den andre, og det er egentlig ikke åpenbart at en raskere SSD betyr bedre spillytelse utenom lastetider. Men alle GPUer har én ting: minne, eller mer spesifikt VRAM. I kjernen er VRAM bare et datalagringsmedium, som er hva en SSD er, og selv om GDDR er ganske forskjellig fra NAND-flash, har de begge én ting til felles: båndbredde.

Minnebåndbredde er en nøkkelspesifikasjon for GPUer. Det bestemmes av en kombinasjon av minnebussbredde, frekvensen på minnebrikker, og hvor mange minnebrikker som er i bruk siden bruk av en hel minnebuss krever et visst antall sjetonger. Low-end GPUer har vanligvis minst 100 GB/s båndbredde til rådighet, og høyere-end GPUer kan bare berøre 1TB/s. Båndbredden til SSD-er er akkurat hvilke overføringshastigheter de kan nå, noe som SSD-produsenter pleier å annonsere for.

Nå er du kanskje klar over at PCIe 5.0 SSD-er teoretisk sett vil begrense seg til 16 GB/s, langt fra til og med 100 GB/s, men det er bare rådata. Den hemmelige sausen til DirectStorage er det faktum at den kan bruke GPU i stedet for CPU for datadekompresjon, så det er nå mulig å komprimere data rett fra SSD-en og gi dem til GPU. Dette har også en ekstra bieffekt ved å redusere belastningen på CPU.

Microsoft har ennå ikke kunngjort hvor mye komprimering DirectStorage vil være i stand til, men etter hva jeg kan forstå vil det trolig være fem ganger så mye komprimering eller litt mer. Det er i hovedsak fem ganger båndbredden, noe som betyr at fremtidens raskeste PCIe 5.0 SSD-er kan tilby opptil 80 GB/s ekstra båndbredde.

For lavere-end og mellomtone GPUer, er dette en ganske stor avtale. 80 GB/s ekstra båndbredde vil være en forbedring på 30 % for RTX 4060, og omtrent 25 % forbedring for RX 7600. Fordelen er mindre tydelig for avanserte GPUer, men det ville i det minste vært litt ekstra. PCIe 6.0 SSD-er vil øke dette til 160 GB/s ekstra båndbredde, og det vil være en enda større avtale. Pokker, en PCIe 4.0 SSD i en håndholdt spill-PC ville være et enormt løft for integrert grafikk, som vanligvis krever high-end RAM for å yte godt, selv når det gjelder Steam dekk.

DirectStorage kan være en flott ting, eller en annen grunn til å hindre fremtidige GPUer

En ting jeg er bekymret for med DirectStorage er at det kan bli en mindre fin-å-ha-funksjon og mer av en ytelse-vil-være-forferdelig-hvis-du-ikke-har-en -rask-SSD slags gimmick. En grunn til at jeg er spesielt bekymret for dette er at GPU-produsenter (hovedsakelig Nvidia og AMD her) har prøvd å spare penger ved å slanke minnet på GPUer en stund nå, og mens mye av det har med kapasitet å gjøre, det handler også om båndbredde.

De siste årene har vi sett noen ganske raske GPUer komme ut med sjokkerende små minnebussbredder. For eksempel hadde 256-bits eller til og med 192-bits busser en tendens til å være ganske standard for mellomtone, men nå mellomtonekort som RX 7600 og RTX 4060 har bare 128-bits busser, som pleide å være reservert for noen av de tregeste GPUene i mange serie. Selv RTX 4090 har bare en 384-bits bred buss, det samme som RTX 3080 Ti.

Selvfølgelig er det gode grunner til at Nvidia og AMD ønsker å kutte ned bussbredden: det gjør GPU-ene mindre og dermed billigere å produsere, og bredere busser krever flere minnebrikker for å fylle hele bredden og få fulle opptreden. Likevel er dette til syvende og sist et kostnadsbesparende tiltak, og når man sparer så mye penger som mulig er det mål, ender det opp med å skape insentiver for å kompromittere et produkts integritet bare for å gå over linje. Nvidia har gjort det med sin VRAM på nylige GPUer, og i noen spill kan du faktisk gå tom for VRAM på en $400+ GPU som RTX 3070.

Min største bekymring er at DirectStorage vil bli et krav for å få en normal mengde ytelse ut av GPUer hvis denne teknologien blir standarden eller til og med bare utbredt nok. Det ville vært som en enda dårligere versjon av RX 6400, en lav-end GPU som krever PCIe 4.0 for god ytelse fordi AMD legger minimum antall baner på den. Hvis alle trenger en topp-end PCIe 5.0 SSD for å få en GPU til å kjøre som forventet, vil det være nok en inngangsbarriere for spillere med mindre muligheter til å kjøpe maskinvare.

Teknologien er imidlertid unektelig kul

Selv om jeg er bekymret for hvilke insentiver DirectStorage kan skape for GPU-design, tror jeg det er noe som kan ha kraften til å virkelig forbedre spillingen. Det er klart at spillutviklere vil kunne trekke ut mye bruk av DirectStorage i Xbox, der maskinvaren er lettere å jobbe med, men fra det jeg har hørt høres det ut som om denne teknologien vil være plug-and-play, så den burde fungere bra på PC med en rekke maskinvare konfigurasjoner.

Jeg er spesielt spent på hva DirectStorage kan gjøre for integrert grafikk som i håndholdte spill-PCer. ROG Ally har bare omtrent 100 GB/s i minnet båndbredde, og DirectStorage kan legge til ytterligere 25 GB/s eller så med de raskeste PCIe 4.0 SSD-ene i 2230-størrelse. Det kan være opptil 40 GB/s hvis det kommer raskere stasjoner i 2230-størrelse ute. Tenk på hvor rask iGPU-en på den bærbare eller mini-PCen din kan bli med en rask PCIe 4.0 eller 5.0 SSD (når de er kule nok til å kjøre uten kjøleribber). Det kan virkelig øke levedyktigheten til low-end, integrerte GPUer for spill, og jeg vil gjerne se det.