Hur DirectStorage förbättrar GPU-prestandan

DirectStorage är Microsofts lösning för att modernisera hur SSD-enheter används i spel. Som det ser ut är dagens SSD: er mycket begränsade av programvara när det kommer till dataöverföringshastigheter, och DirectStorage är helt enkelt ett sätt att ta bort den flaskhalsen och få spel att använda hela kraften av NVMe/PCIe driver. Det låter till och med din GPU komma åt din SSD direkt och kringgå din CPU helt. Du har säkert hört att det här kommer att vara bra för att minska laddningstiderna, och det är där det mesta av retoriken har fokuserats.

Men DirectStorage handlar inte bara om laddningstider, och faktiskt skulle jag hävda att laddningstider inte ens är det primära fokus för denna nya teknik. Vad DirectStorage egentligen handlar om är att ansluta din SSD till din GPU och öka grafikprestandan för högre bildhastigheter. Detta kan vara riktigt bra för PC-spel och göra det möjligt för spelare att dra full nytta av PCIe 5.0 SSD: er (

som för närvarande inte är så användbara för spel), eller så kan det också vara ännu en sak som gör moderna grafikprocessorer ännu mer avskyvärda.

Hur DirectStorage kan göra din SSD lika viktig som din CPU och GPU

Uppenbarligen är SSD: er och GPU: er ganska olika hårdvara. Du lagrar spel på den ena och kör spel från den andra, och det är inte riktigt självklart att en snabbare SSD innebär bättre spelprestanda utanför laddningstider. Men alla GPU: er har en sak: minne, eller mer specifikt VRAM. I sin kärna är VRAM bara ett datalagringsmedium, vilket är vad en SSD är, och även om GDDR skiljer sig ganska mycket från NAND-flash, har de båda en sak gemensamt: bandbredd.

Minnesbandbredd är en nyckelspecifikation för GPU: er. Det bestäms av en kombination av minnesbussbredd, frekvensen av minneschips och hur många minneschips som används eftersom användningen av en hel minnesbuss kräver ett visst antal pommes frites. Low-end GPU: er har vanligtvis minst 100 GB/s bandbredd till sitt förfogande, och högre GPU: er kan bara röra 1TB/s. Bandbredden för SSD: er är precis vilka överföringshastigheter de kan nå, vilket är något som SSD-tillverkare tenderar att marknadsföra.

Nu kanske du är medveten om att PCIe 5.0 SSD: er teoretiskt sett kommer att ha 16 GB/s, långt ifrån ens 100 GB/s, men det är bara rådata. Den hemliga såsen med DirectStorage är det faktum att den kan använda GPU: n snarare än CPU: n för datadekomprimering, så att komprimera data direkt från SSD: n och ge det till GPU: n är nu möjligt. Detta har också en ytterligare bieffekt av att minska belastningen på processorn.

Microsoft har ännu inte meddelat hur mycket komprimering DirectStorage kommer att klara av, men vad jag kan förstå kommer det förmodligen att vara fem gånger så mycket komprimering eller lite mer. Det är i princip fem gånger bandbredden, vilket innebär att framtidens snabbaste PCIe 5.0 SSD: er kan erbjuda upp till 80 GB/s extra bandbredd.

För lägre och mellanregister GPU: er är detta en ganska stor sak. 80 GB/s extra bandbredd skulle vara en 30 % förbättring för RTX 4060 och ungefär 25 % förbättring för RX 7600. Fördelen är mindre tydlig för avancerade GPU: er, men det skulle åtminstone vara lite extra. PCIe 6.0 SSD-enheter kommer att öka detta till 160 GB/s extra bandbredd, och det kommer att vara en ännu större affär. Heck, en PCIe 4.0 SSD i en handhållen speldator skulle vara ett enormt lyft för integrerad grafik, som vanligtvis kräver avancerad RAM för att fungera bra, även i fallet med Steam däck.

DirectStorage kan vara en bra sak, eller en annan anledning att hindra framtida GPU: er

En sak som jag är orolig för med DirectStorage är att det kan bli mindre av en trevlig-att-ha-funktion och mer av en din-prestanda-kommer-bli-hemsk-om-du-inte-har-en -snabb-SSD typ av gimmick. En anledning till att jag är särskilt orolig för detta är att GPU-tillverkare (främst Nvidia och AMD här) har försökt spara pengar genom att banta minnet på GPU: er ett tag nu, och samtidigt mycket av det har med kapacitet att göra, det handlar också om bandbredd.

Under de senaste åren har vi sett några ganska snabba GPU: er komma ut med chockerande små minnesbussbredder. Till exempel tenderade 256-bitars eller till och med 192-bitars bussar att vara ganska standard för mellanregistret, men nu mellanregisterkort som RX 7600 och RTX 4060 har bara 128-bitars bussar, som brukade vara reserverade för några av de långsammaste GPU: erna i många serier. Även RTX 4090 har bara en 384-bitars bred buss, samma som RTX 3080 Ti.

Naturligtvis finns det goda skäl för Nvidia och AMD att vilja skära ner bussbredden: det gör GPU: er mindre och därmed billigare att tillverka, och bredare bussar kräver fler minneskretsar för att fylla hela bredden och få full bredd prestanda. Ändå är detta i slutändan en kostnadsbesparande åtgärd, och när man sparar så mycket pengar som möjligt är det mål, det slutar med att skapa incitament för att äventyra en produkts integritet bara för att gå över linje. Nvidia har gjort det med sitt VRAM på de senaste GPU: er, och i vissa spel kan du faktiskt få slut på VRAM på en $400+ GPU som RTX 3070.

Min största oro är att DirectStorage kommer att bli ett krav för att få ut en normal mängd prestanda ur GPU: er om den här tekniken blir standard eller till och med bara tillräckligt utbredd. Det skulle vara som en ännu sämre version av RX 6400, en low-end GPU som kräver PCIe 4.0 för bra prestanda eftersom AMD sätter minsta möjliga antal banor på den. Om alla behöver en topp-end PCIe 5.0 SSD för att få en GPU att fungera som förväntat, kommer det att vara ytterligare ett hinder för inträde för spelare med mindre möjligheter att köpa hårdvara.

Tekniken är dock onekligen cool

Även om jag är orolig för vilka incitament DirectStorage kan skapa för GPU-design, tror jag att det är något som kan ha kraften att verkligen förbättra spelandet. Uppenbarligen kommer spelutvecklare att kunna extrahera mycket användning av DirectStorage i Xbox, där hårdvaran är lättare att arbeta med, men vad jag har hört låter det som att den här tekniken kommer att vara plug-and-play, så den borde fungera bra på PC med en mängd olika hårdvara konfigurationer.

Jag är särskilt exalterad över vad DirectStorage skulle kunna göra för integrerad grafik som i handhållna speldatorer. ROG Ally har bara cirka 100 GB/s i minnet bandbredd, och DirectStorage skulle kunna lägga till ytterligare 25 GB/s eller så med de snabbaste PCIe 4.0 SSD: erna i 2230-storlek. Det kan vara upp till 40 GB/s om snabbare 2230-enheter kommer ut. Tänk på hur snabb iGPU: n i din bärbara eller mini-PC kan bli med en snabb PCIe 4.0 eller 5.0 SSD (när de är tillräckligt coola för att köras utan kylflänsar). Det skulle verkligen kunna öka livskraften för low-end, integrerade GPU: er för spel, och jag skulle gärna se det.