Jak DirectStorage poprawia wydajność procesora graficznego

Dyski SSD PCIe 5.0 mogą w przyszłości stać się kluczowym elementem zapewniającym dobrą wydajność w grach.

DirectStorage to rozwiązanie firmy Microsoft umożliwiające unowocześnienie sposobu wykorzystania dysków SSD w grach. W obecnej sytuacji dzisiejsze dyski SSD są bardzo ograniczone przez oprogramowanie, jeśli chodzi o prędkość przesyłania danych DirectStorage to po prostu sposób na usunięcie tego wąskiego gardła i umożliwienie grom wykorzystania pełnej mocy NVMe/PCIe jeździ. Umożliwia nawet Twojemu procesorowi graficznemu bezpośredni dostęp do dysku SSD, całkowicie omijając procesor. Prawdopodobnie słyszałeś, że świetnie się to sprawdzi, jeśli chodzi o skrócenie czasu ładowania, i na tym skupiała się większość retoryki.

Jednak w DirectStorage nie chodzi tylko o czas ładowania. Śmiem twierdzić, że czas ładowania nie jest nawet głównym tematem tej nowej technologii. W DirectStorage tak naprawdę chodzi o podłączenie dysku SSD do procesora graficznego i zwiększenie wydajności grafiki w celu uzyskania większej liczby klatek na sekundę. Może to być naprawdę świetne rozwiązanie do gier na PC i pozwolić graczom na pełne wykorzystanie dysków SSD PCIe 5.0 (

które obecnie nie są zbyt przydatne w grach) lub może to być kolejna rzecz, która sprawia, że ​​nowoczesne procesory graficzne są jeszcze bardziej obrzydliwe.

W jaki sposób DirectStorage może sprawić, że dysk SSD będzie tak samo ważny jak procesor i procesor graficzny

Oczywiście dyski SSD i procesory graficzne to zupełnie różne elementy sprzętu. Przechowujesz gry na jednym, a uruchamiasz gry na drugim i nie jest tak oczywiste, że szybszy dysk SSD oznacza lepszą wydajność w grach poza czasami ładowania. Ale wszystkie procesory graficzne mają jedną rzecz: pamięć, a dokładniej VRAM. W swej istocie pamięć VRAM jest po prostu nośnikiem danych, czyli tym, czym jest dysk SSD, i chociaż GDDR różni się znacznie od pamięci flash NAND, oba mają jedną wspólną cechę: przepustowość.

Przepustowość pamięci jest kluczową specyfikacją procesorów graficznych. Jest ona określana na podstawie kombinacji szerokości magistrali pamięci, częstotliwości układów pamięci oraz ile układów pamięci jest używanych, ponieważ wykorzystanie całej magistrali pamięci wymaga określonej ich liczby frytki. Niższe procesory graficzne mają zwykle do dyspozycji co najmniej 100 GB/s przepustowości, a wyższej klasy procesory graficzne mogą zaledwie osiągnąć 1 TB/s. Przepustowość dysków SSD określa prędkość transferu, jaką mogą osiągnąć, i jest to coś, co reklamują producenci dysków SSD.

Być może zdajesz sobie sprawę, że dyski SSD PCIe 5.0 teoretycznie osiągną maksymalną prędkość 16 GB/s, co jest dalekie od nawet 100 GB/s, ale to tylko surowe dane. Sekretem DirectStorage jest fakt, że do dekompresji danych może on wykorzystywać procesor graficzny, a nie procesor, dzięki czemu możliwa jest teraz kompresja danych bezpośrednio z dysku SSD i przekazanie ich do procesora graficznego. Ma to również dodatkowy efekt uboczny w postaci zmniejszenia obciążenia procesora.

Firma Microsoft nie ogłosiła jeszcze, na jaką kompresję będzie zdolny DirectStorage, ale z tego, co wiem, będzie ona prawdopodobnie pięciokrotnie większa lub nieco większa. To w zasadzie pięciokrotność przepustowości, co oznacza, że ​​najszybsze dyski SSD PCIe 5.0 przyszłości mogą zaoferować do 80 GB/s dodatkowej przepustowości.

W przypadku procesorów graficznych z niższej i średniej półki jest to dość duża sprawa. 80 GB/s dodatkowej przepustowości oznaczałoby poprawę o 30% w przypadku RTX 4060 i około 25% w przypadku RX 7600. Korzyści są mniej oczywiste w przypadku wysokiej klasy procesorów graficznych, ale przynajmniej byłyby trochę większe. Dyski SSD PCIe 6.0 zwiększą tę przepustowość do 160 GB/s dodatkowej przepustowości, a to będzie jeszcze większa oferta. Do licha, dysk SSD PCIe 4.0 w przenośnym komputerze do gier byłby ogromnym wzmocnieniem dla zintegrowanej grafiki, która zwykle wymaga wysokiej klasy pamięci RAM, aby dobrze działać, nawet w przypadku Pokład parowy.

DirectStorage może być świetną rzeczą lub kolejnym powodem utrudniającym przyszłe procesory graficzne

Źródło: Nvidia

Martwię się tylko o to, że DirectStorage może stać się mniej funkcją, którą warto mieć, a bardziej funkcją, która będzie oznaczać okropną wydajność, jeśli nie będziesz mieć -fast-SSD to rodzaj chwytu. Jednym z powodów, dla których szczególnie się tym martwię, jest to, że producenci procesorów graficznych (tutaj głównie Nvidia i AMD) od jakiegoś czasu próbują oszczędzać pieniądze, zmniejszając pamięć w procesorach graficznych, i choć w dużej mierze ma to związek z pojemnością, chodzi także o przepustowość.

W ostatnich latach zaobserwowaliśmy, że pojawiło się kilka całkiem szybkich procesorów graficznych z szokująco małą szerokością magistrali pamięci. Na przykład 256-bitowe lub nawet 192-bitowe autobusy były zwykle dość standardowe dla głośników średniotonowych, ale teraz karty średniotonowe, takie jak RX 7600 i RTX 4060 mają zaledwie 128-bitowe magistrale, które w wielu krajach były zarezerwowane dla niektórych z najwolniejszych procesorów graficznych seria. Nawet RTX 4090 ma tylko 384-bitową magistralę, taką samą jak RTX 3080 Ti.

Oczywiście istnieją dobre powody, dla których Nvidia i AMD chcą zmniejszyć szerokość magistrali: zmniejsza to procesory graficzne, a tym samym tańsze w produkcji, a szersze autobusy wymagają więcej układów pamięci, aby zapełnić całą szerokość i uzyskać pełną wydajność. Mimo to jest to ostatecznie środek oszczędzający koszty, a gdy oszczędza się jak najwięcej pieniędzy, jest to możliwe celu, kończy się to tworzeniem zachęt do narażania na szwank integralności produktu, po prostu nieśmiałych przed przekroczeniem tej granicy linia. Nvidia zrobiła to dzięki pamięci VRAM w najnowszych procesorach graficznych i w niektórych grach może zabraknąć VRAM na karcie graficznej o wartości ponad 400 USD, takiej jak RTX 3070.

Moją największą obawą jest to, że DirectStorage stanie się wymogiem uzyskania normalnej wydajności z procesorów graficznych, jeśli technologia ta stanie się standardem lub nawet wystarczająco rozpowszechniona. To byłoby jak jeszcze gorsza wersja RX 6400, procesora graficznego z niższej półki, który wymaga PCIe 4.0 do dobrej wydajności, ponieważ AMD umieściło na nim minimalną liczbę linii. Jeśli każdy potrzebuje najwyższej klasy dysku SSD PCIe 5.0, aby procesor graficzny działał zgodnie z oczekiwaniami, tak będzie to kolejna bariera wejścia dla graczy dysponujących mniejszymi środkami na zakup sprzętu.

Technologia jest jednak niezaprzeczalnie fajna

Chociaż martwię się, jakie zachęty może stworzyć DirectStorage dla projektowania procesorów graficznych, uważam, że jest to coś, co może naprawdę ulepszyć gry. Oczywiście twórcy gier będą mogli w dużym stopniu wykorzystać DirectStorage na konsoli Xbox, gdzie sprzęt jest łatwiejszy w obsłudze, ale z tego, co słyszałem, wygląda na to, że ta technologia będzie typu plug-and-play, więc powinna dobrze działać na komputerach PC z różnorodnym sprzętem konfiguracje.

Jestem szczególnie podekscytowany tym, co DirectStorage może zrobić dla zintegrowanej grafiki, takiej jak w przenośnych komputerach do gier. ROG Ally ma tylko około 100 GB/s pamięci przepustowość, a DirectStorage może zapewnić dodatkowe 25 GB/s w przypadku najszybszych dysków SSD PCIe 4.0 o rozmiarze 2230. Może to osiągnąć nawet 40 GB/s, jeśli pojawią się szybsze dyski o rozmiarze 2230 na zewnątrz. Zastanów się, jak szybko może działać procesor iGPU w Twoim laptopie lub mini komputerze PC, korzystając z szybkiego dysku SSD PCIe 4.0 lub 5.0 (gdy już ostygną i będą działać bez radiatorów). Mogłoby to naprawdę zwiększyć rentowność słabszych, zintegrowanych procesorów graficznych do gier i bardzo chciałbym to zobaczyć.