Microsoft DirectStorage og dets potentiale til pc-spil

Når du udfører en opgave på din pc, hvad enten det er spil eller generelle produktivitetsopgaver, er der altid en begrænsende faktor, der er til stede i systemet. Den begrænsende faktor er ansvarlig for at beslutte loftet for din pc's ydeevne i den pågældende arbejdsbyrde. Disse begrænsende faktorer kaldes ofte ”flaskehalse”, og de er umulige at undgå. På enhver pc til enhver tid er der en eller anden form for begrænsende faktor eller flaskehals til stede, der begrænser den samlede ydelse på din pc. Hypotetisk, hvis vi fuldstændigt fjerner alle flaskehalse fra et system med succes, så ville den teoretiske ydeevne for dette system være uendelig, og det er bestemt umuligt.

De mest almindelige flaskehalse, der påvirker spilydelsen, er dit grafikkort og din CPU. Grafikkort er langt den mest almindelige årsag til flaskehalse i spil, hvor CPU-flaskehals følger det i udbredelse. Flaskehalsning er ikke nødvendigvis en dårlig ting, det giver bare en begrænsning for, hvor meget ydeevne din pc er i stand til at producere. Andre hardwarekomponenter, der kan flaskehalse dit systems ydeevne, inkluderer dine hukommelses- og køleløsninger. Ja, selv din CPU-køler kan være en flaskehals i visse scenarier.

Selvfølgelig er de, der er investeret i pc-spilverdenen allerede bekendt med CPU- og GPU-flaskehalse. Internetfora er fulde af forespørgsler om flaskehalse, og du har måske endda fundet dig selv spekuleret på flaskehalse nu og igen. Men en type flaskehals, der næsten aldrig diskuteres, er “lagerflaskehals”, hvilket betyder, at det er din lagerenhed, der begrænser ydeevnen på din pc i en bestemt arbejdsbyrde. Microsoft DirectStorage er en direkte løsning til lindring af enhver form for lagerflaskehals, så spil kan udvikle sig til den næste æra af realisme og teknologiske fremskridt.

Opbevaringsflaskehalse

Mens CPU- og GPU-flaskehalse er ret ligetil at forstå det meste af tiden, kan det samme ikke siges om lagerflaskehalse. En lagerflaskehals er simpelthen en flaskehals, der skyldes din lagerenhed, det vil sige din særlige harddisk eller SSD. Disse typer flaskehalse er ekstremt ualmindelige i dagens spil, og der er en simpel grund til det. Da harddiske har været vores primære lagringsform i årtier nu, har spiludviklere altid udviklet deres spil med tanke på harddiske. Selv spilkonsoller havde tidligere langsomme, mekaniske harddiske indtil den nyeste generation af PS5- og Xbox-seriekonsoller.

Da harddiske er ekstremt langsomme, selv når de sammenlignes med en moderat hurtig SATA SSD, var udviklere nødt til at udarbejde løsninger for at forhindre de langsomme hastigheder på harddiske i at skade spiloplevelsen. Dette førte til udviklingen af ​​spilniveauer med forskellige indlæsningsskærme, der sekventielt indlæser hele scenen i intervaller, snarere end at indlæse dem on-the-fly. I temmelig moderne spil som GTA 5 og Red Dead Redemption 2 med massive åbne verdener betød dette, at indlæsningstider på harddiske var notorisk lange, endda spænder over flere minutter. Dette er den løsning, der bruges i alle gamle og moderne spil, og det er også grunden til, at harddiske ikke påvirker spilydelsen på pc'en, efter at niveauet er fuldt indlæst.

Som vi bemærkede i vores omfattende guide til køb af en SSD, er der ingen mærkbar forskel i ydeevnen af ​​et spil mellem en harddisk og en SSD. Selv lynhurtige PCIe Gen 4-drev giver dig ikke ekstra FPS over en standard mekanisk harddisk. Dette skyldes, at udviklere ikke har gjort spillene afhængige af lagringsmediet, mens de spilles, for at fjerne lagerdrevne som en potentiel flaskehals. Så snart vi prøver at indlæse et spil, ændres historien dog, da SSD'er er meget hurtigere ved at indlæse spil end harddiske. Dette betyder, at den ekstra hastighed og ydeevne for de meget dyrere SSD'er efterlades på bordet, mens de er i spillet, simpelthen fordi spillene er udviklet med tanke på harddiske. Dette er det problem, som Microsoft DirectStorage har til formål at løse.

Microsoft DirectStorage

DirectStorage API er en banebrydende ny funktion, der giver næste generations spil mulighed for at drage fordel af de ekstremt hurtige pc-SSD'er for i høj grad at reducere indlæsningstider i og mellem spil. Dette er den samme teknologi, der er til stede i en let nedtonet form i Xbox Series X. Navngivet Xbox Velocity Architecture, det er en række spilteknologier, der hjælper Xbox Series X med at udnytte sin væsentligt kraftige hardware ganske effektivt til massivt at reducere indlæsningstiderne og forbedre streamingresponsen af ​​aktiver under spillet.

En af de mest populære funktioner i den nye PS5 og Xbox Series X er deres sindssygt hurtige indlæsningstid. Dette skyldes implementeringen af ​​teknologier svarende til Microsoft DirectStorage, der udnytter deres ekstremt hurtige SSD'er til massivt at reducere indlæsningstider i spil. Ikke kun det, disse teknologier tillader problemfri streaming af aktiver, mens de hopper mellem niveauerne i et spil, som det blev vist i preview af det nye Ratchet og Clank-spil på PS5.

DirectStorage API sigter mod at bringe denne teknologi til pc'er og i sidste ende føre spil til den næste generation. Målet for næste generations spil fremgår tydeligt af alle de forskellige tekniske funktioner, der er bagt ind i de nye konsoller. PS5- og Xbox-seriekonsolerne er fyldt med teknologi, der har et enestående mål at reducere og i sidste ende eliminere indlæsningsskærme fra spil. DirectStorage API undgår fejl ved ældre lager-API'er ved at være i stand til at håndtere langt flere samtidige anmodninger om data og information fra spillene, hvilket fører til en mere effektiv brug af båndbredde og dermed hurtigere hastigheder. Dette gør det muligt for spilene at blive større og mere detaljerede ved hjælp af den samme hardware, der findes lige nu.

Behov for DirectStorage

DirectStorage er det værktøj, vi har brug for til virkelig at føre spil ind i den næste generation. Spil i dag er grafisk fantastiske med glatte animationer og imponerende gameplay, men der er et problem, som vi ikke har været i stand til at løse i årtier nu, og det er tilstedeværelsen af ​​indlæsningsskærme. Da spil bliver mere og mere ekspansive med massive åbne verdener og hundreder og tusinder af aktiver, bliver indlæsningsskærme længere og længere i stedet for at gå den anden vej. Med stigende belastningstider går vi faktisk bagud i denne henseende snarere end fremad og eliminerer belastningstider. Som forklaret tidligere skyldes tilstedeværelsen af ​​lange indlæsningstider og intermitterende indlæsningsskærme de iboende udviklingshindringer, der præsenterer sig på grund af brugen af ​​langsomme harddiske.

Selv med superhurtige SSD'er er vi ikke i stand til fuldstændigt at eliminere indlæsningsskærme fra spil i dag. De hurtigste SSD'er i dag benytter sig af PCIe Gen 4-teknologien og kan nå teoretiske maksimale hastigheder på op til 7 GB / s, men alligevel tilbyder de kun få sekunder fordel i spilindlæsningstider sammenlignet med en aldrende, gammel harddisk. Dette skyldes, at nutidens spil ikke er fuldt udstyret til at drage fordel af den massive båndbredde og hurtige hastighed på de SSD'er, der er til stede i dag. Dette problem er et, som Microsoft DirectStorage har til formål at løse fremover.

Krav

Mens de faktiske officielle krav til Microsoft DirectStorage ikke er offentligt tilgængelige i skrivende stund, er der nogle spekulationer, der flyder rundt om denne sag. For det første kommer Microsoft DirectStorage API sammen med Microsoft DirectX 12 Ultimate, og det betyder, at du helt sikkert skal have den nyeste version af Windows 10 installeret, når DirectStorage endelig lanceres. Dette er et krav på softwareniveau, der ganske let kan opfyldes af de fleste spillere.

Det andet krav til DirectStorage kan være lidt sværere at opfylde. DirectStorage vil drage fordel af en af ​​de superhurtige NVMe og PCIe Gen 4 SSD'er, der i øjeblikket er tilgængelige på markedet i dag. Dette betyder, at langsommere SATA SSD'er og ældre harddiske simpelthen ikke har den rå båndbredde eller hastighederne til at håndtere den mængde data, der skal overføres, når DirectStorage kommer i spil. For optimal ydelse skal du enten bruge et PCIe Gen 3 NVMe-drev eller et endnu hurtigere PCIe Gen 4-drev, som begge har nogle lynhurtige muligheder. Vores anbefalinger til de 5 bedste PCIe Gen 4 SSD'er kan også findes her.

Microsoft forklarede deres valg af NVMe-protokollen i et blogindlæg om DirectStorage:

Indvirkning på spil

Microsoft DirectStorage er sandsynligvis det største spring fremad inden for spil siden realtids RayTracing og DLSS blev introduceret med Nvidias RTX-serie. Faktisk tror mange entusiaster, at DirectStorage vil konkurrere med Nvidias Deep Learning Super Sampling-teknik i den mængde effekt, den har på spil fremadrettet. DirectStorage vil bringe førsteklasses IO-teknologi til både pc'er og konsoller ligesom hvad DLSS gør med gengivelsesteknikker. Fremadrettet vil der være meget mere fokus på at fjerne eventuelle indlæsningsskærme fra spillet og strømline indlæsningen af ​​aktiver on-the-fly snarere end at forbedre grafisk troskab med betydelige margener.

En del af årsagen til dette skift i fokus skyldes nødvendighed. Indlæsningsskærme og lange indlæsningstider har været akilleshælen i mange fantastiske spil i dag. Disse faktorer tager væk fra en ellers perfekt spiloplevelse, simpelthen fordi de ikke føles moderne i forhold til grafikken og gameplayelementerne i det spil, der spilles. I dag har vi enormt imponerende spil med realistisk grafik som Red Dead Redemption 2 og Assassin's Creed Valhalla, men selv disse spil har enorme indlæsningstider selv på avancerede gaming-pc'er. Dette reducerer nedsænkningsfaktoren og forhindrer spillet i at føle sig virkelig næste generation.

Konklusion

Microsoft DirectStorage API er svaret på udviklende lager- og IO-landskab i pc-spil. DirectStorage API sigter mod at forbedre pc-spil inden for to primære områder; reducerer frustrerende lange tidspunkter for fortiden og gør det muligt for spil at være mere detaljerede og ekspansive end nogensinde. DirectStorage er udvidelsen af ​​Microsofts Xbox Velocity Architecture, der findes i nuværende generation af Xbox-konsoller, der gør det muligt for systemet at drage fordel af den ekstremt hurtige SSD, der er til stede i konsollen, for at reducere belastningstiderne betydeligt og forbedre streaming af aktiver i spillet. En lignende implementering er til stede i Sonys PlayStation 5.

PC Gaming spiller nu indhentning af konsollerne i denne henseende, men Microsoft har svaret. Ved hjælp af en moderne Windows 10-maskine og et hurtigt NVMe-drev hjælper DirectStorage API med at reducere spilindlæsningstiden markant, samtidig med at den samlede udviklingsstrategi for spillene forbedres fremover. Mens spiludviklere måtte introducere indlæsningsskærme og forskellige forhindringer for at tage højde for langsommere drev i fortiden, ville det ikke længere være tilfældet med introduktionen af ​​DirectStorage. Spiludviklere behøver ikke længere begrænse deres fantasi på grund af langsommere harddiske eller ældre SATA SSD'er, og pc-spilindustrien vil virkelig komme ind i en æra med næste generations spil.