Cum DirectStorage îmbunătățește performanța GPU-ului

DirectStorage este soluția Microsoft pentru modernizarea modului în care sunt utilizate SSD-urile în jocuri. Așa cum stau lucrurile, SSD-urile de astăzi sunt foarte limitate de software când vine vorba de vitezele de transfer de date și DirectStorage este pur și simplu o modalitate de a elimina acel blocaj și de a face ca jocurile să folosească întreaga forță a NVMe/PCIe unități. Permite chiar și GPU-ul să vă acceseze SSD-ul direct, ocolindu-vă în întregime procesorul. Probabil ați auzit că acest lucru va fi grozav pentru a reduce timpii de încărcare și aici s-a concentrat cea mai mare parte a retoricii.

Dar DirectStorage nu se referă doar la timpii de încărcare și, de fapt, aș susține că timpii de încărcare nu sunt nici măcar obiectivul principal al acestei noi tehnologii. Ceea ce înseamnă DirectStorage este atașarea SSD-ului la GPU și creșterea performanței grafice pentru framerate mai mari. Acest lucru ar putea fi cu adevărat grozav pentru jocurile pe computer și permite jucătorilor să profite din plin de SSD-urile PCIe 5.0 (

care în prezent nu sunt atât de utile pentru jocuri), sau ar putea fi, de asemenea, un alt lucru care face GPU-urile moderne și mai abominabile.

Cum DirectStorage vă poate face SSD-ul la fel de important ca CPU și GPU

Evident, SSD-urile și GPU-urile sunt componente hardware destul de diferite. Stocați jocuri pe unul și rulați jocuri pe celălalt și nu este chiar evident că un SSD mai rapid înseamnă performanță mai bună la joc în afara timpilor de încărcare. Dar toate GPU-urile au un singur lucru: memorie, sau mai exact VRAM. În esență, VRAM este doar un mediu de stocare a datelor, ceea ce este un SSD și, în timp ce GDDR este destul de diferit de flash-ul NAND, ambele au un lucru în comun: lățimea de bandă.

Lățimea de bandă a memoriei este o specificație cheie pentru GPU-uri. Este determinat de o combinație de lățimea magistralei de memorie, frecvența de cipuri de memorie și câte cipuri de memorie sunt utilizate, deoarece utilizarea unui întreg bus de memorie necesită un anumit număr de chipsuri. GPU-urile low-end au de obicei cel puțin 100 GB/s de lățime de bandă la dispoziție, iar GPU-urile de vârf pot atinge doar 1TB/s. Lățimea de bandă a SSD-urilor este exact viteza de transfer pe care o pot atinge, ceea ce producătorii de SSD tind să-l facă publicitate.

Acum, s-ar putea să știți că SSD-urile PCIe 5.0 vor limita teoretic la 16 GB/s, foarte departe de chiar și 100 GB/s, dar acestea sunt doar date brute. Sosul secret al DirectStorage este faptul că poate folosi GPU-ul mai degrabă decât CPU-ul pentru decomprimarea datelor, astfel încât acum este posibil să comprimați datele direct de pe SSD și să le dați la GPU. Acest lucru are, de asemenea, un efect secundar suplimentar de reducere a sarcinii CPU.

Microsoft nu a anunțat încă de câtă compresie va fi capabil DirectStorage, dar din câte pot aduna probabil că va fi de cinci ori mai mare decât compresia sau puțin mai mult. Aceasta este în esență de cinci ori lățimea de bandă, ceea ce înseamnă că cele mai rapide SSD-uri PCIe 5.0 din viitor pot oferi până la 80 GB/s lățime de bandă suplimentară.

Pentru GPU-urile low-end și midrange, aceasta este o afacere destul de mare. 80 GB/s de lățime de bandă suplimentară ar fi o îmbunătățire cu 30% pentru RTX 4060 și cu aproximativ 25% îmbunătățire pentru RX 7600. Beneficiul este mai puțin clar pentru GPU-urile high-end, dar ar fi cel puțin puțin în plus. SSD-urile PCIe 6.0 vor crește această lățime de bandă suplimentară la 160 GB/s, iar aceasta va fi o afacere și mai mare. La naiba, un SSD PCIe 4.0 într-un PC de gaming portabil ar fi un impuls masiv pentru grafica integrată, care de obicei necesită RAM de ultimă generație pentru a funcționa bine, chiar și în cazul Steam Deck.

DirectStorage ar putea fi un lucru grozav sau un alt motiv pentru a împiedica viitoarele GPU-uri

Un lucru pentru care sunt îngrijorat cu DirectStorage este că ar putea deveni mai puțin un fel de caracteristică plăcută de a avea și mai mult o performanță-va-fi-îngrozitoare-dacă-nu-aveți-o -un fel de truc SSD rapid. Unul dintre motivele pentru care sunt deosebit de îngrijorat de acest lucru este că producătorii de GPU-uri (în special Nvidia și AMD aici) au încercat să economisească bani prin slăbirea memoriei pe GPU-uri de ceva vreme și în timp ce mare parte din asta are de-a face cu capacitatea, este și despre lățimea de bandă.

În ultimii ani, am văzut că unele GPU-uri destul de rapide au apărut cu lățimi șocant de mici ale magistralei de memorie. De exemplu, magistralele de 256 de biți sau chiar de 192 de biți au avut tendința de a fi destul de standard pentru gama medie, dar acum cardurile de gama medie precum RX 7600 și RTX 4060 sunt la doar magistrale de 128 de biți, care erau rezervate pentru unele dintre cele mai lente GPU-uri din multe serie. Chiar și RTX 4090 are doar o magistrală de 384 de biți, la fel ca RTX 3080 Ti.

Desigur, există motive întemeiate pentru care Nvidia și AMD vor să reducă lățimea magistralei: face GPU-urile mai mici și astfel mai ieftin de produs, iar autobuzele mai largi necesită mai multe cipuri de memorie pentru a popula toată lățimea și pentru a obține întreaga capacitate performanţă. Totuși, aceasta este în cele din urmă o măsură de economisire a costurilor, iar atunci când economisiți cât mai mulți bani este posibil obiectiv, ajunge să creeze stimulente pentru a compromite integritatea unui produs, chiar dacă nu trece linia. Nvidia a făcut asta cu VRAM-urile sale recente pe GPU-urile recente și, în unele jocuri, puteți rămâne fără VRAM pe un GPU de peste 400 USD, cum ar fi RTX 3070.

Cea mai mare îngrijorare a mea este că DirectStorage va deveni o cerință pentru a obține o cantitate normală de performanță din GPU-uri dacă această tehnologie devine standard sau chiar suficient de răspândită. Ar fi ca o versiune și mai proastă a lui RX 6400, un GPU low-end care necesită PCIe 4.0 pentru o performanță bună, deoarece AMD a pus pe el numărul minim de benzi. Dacă toată lumea are nevoie de un SSD PCIe 5.0 de vârf pentru ca un GPU să funcționeze conform așteptărilor, va fi încă o barieră de intrare pentru jucătorii cu mai puține mijloace de a cumpăra hardware.

Tehnologia este, desigur, cool, totuși

Deși sunt îngrijorat de ce stimulente ar putea crea DirectStorage pentru designul GPU, cred că este ceva care ar putea avea puterea de a îmbunătăți cu adevărat jocul. Evident, dezvoltatorii de jocuri vor putea extrage o mulțime de utilizare din DirectStorage în Xbox, unde hardware-ul este mai ușor de lucrat, dar din ceea ce am auzit, se pare că această tehnologie va fi plug-and-play, așa că ar trebui să funcționeze bine pe PC cu o varietate de hardware configuratii.

Sunt deosebit de încântat de ceea ce ar putea face DirectStorage pentru grafica integrată, cum ar fi computerele portabile pentru jocuri. ROG Ally are doar aproximativ 100 GB/s în memorie lățime de bandă, iar DirectStorage ar putea adăuga aproximativ 25 GB/s cu cele mai rapide SSD-uri PCIe 4.0 de dimensiunea 2230. Aceasta ar putea fi de până la 40 GB/s dacă vin unități mai rapide de dimensiunea 2230 afară. Gândiți-vă la cât de repede ar putea deveni iGPU-ul din laptopul sau mini PC-ul dvs. cu un SSD rapid PCIe 4.0 sau 5.0 (odată ce sunt suficient de reci pentru a rula fără radiatoare). Ar putea spori cu adevărat viabilitatea GPU-urilor integrate de gamă inferioară pentru jocuri și mi-ar plăcea să văd asta.