Čo je Microsoft DirectStorage? Ako umožňuje rýchlejšie hranie hier?

V minulosti neboli hry príliš zložité. Hrateľné úrovne boli skôr malé, postáv bolo málo a textúry boli jednoduché. V priebehu rokov sa hry exponenciálne zlepšovali. Od masívnych otvorených svetov až po veľmi podrobné postavy môžu hry často pôsobiť fotorealisticky.

Všetky tieto inovácie však majú svoju cenu.

Moderné hry potrebujú na vykreslenie týchto krásnych postáv a prostredí desiatky gigabajtov dát. Niektoré nástroje, ktoré vývojári hier používajú, však neboli vyrobené na to, aby zvládli také obrovské množstvo dát, čo vytvára úzke miesto v oblasti výkonu.

Tu prichádza na rad Microsoft DirectStorage.

Prečo potrebujeme Microsoft DirectStorage?

Predtým, ako začneme diskutovať o DirectStorage, pozrime sa, ako fungujú súčasné metódy streamovania údajov.

Pri spustení hry potrebuje na zobrazenie na obrazovke údaje, ako sú textúry, modely postáv a zvuk. Tieto údaje sa ukladajú na úložné zariadenie ako pevný disk. Hra požaduje tieto údaje prostredníctvom softvérových nástrojov známych ako Application Programming Interfaces (API).

Keď hra požiada o údaje prostredníctvom rozhrania API, načíta údaje z úložného zariadenia a umiestni ich do systémovej pamäte RAM predtým, ako ich odovzdá GPU na vykreslenie.

Pri sťahovaní hry sa všetky údaje skomprimujú, aby sa ušetrilo čo najviac úložného priestoru. GPU ale nemôžu používať komprimované dáta. Preto musí byť dekomprimovaný.

Takže akonáhle sú dáta v RAM, idú na CPU na dekompresiu.

Po dekompresii sa údaje, ktoré požadovala hra, skopírujú do pamäte VRAM GPU.

Nakoniec GPU vykreslí tieto dáta do nádhernej grafiky, ktorú vidíme na displeji.

Teraz má táto metóda streamovania dve hlavné nevýhody.

Po prvé, dekompresia dát trvá veľa času. Toto má za následok nielen predĺženie času načítania hry, ale aj to, že procesor nie je k dispozícii pre ďalšie úlohy. A pretože CPU väčšinu času zachytáva dekompresia, nemôže držať krok s požiadavkami GPU, čo vedie k nižším snímkovým frekvenciám.

Po druhé, existujúce rozhrania API úložiska nevyužívajú všetky výhody moderného úložného hardvéru. Napríklad úložné zariadenia v minulosti boli pomalé mechanické pevné disky, ktoré nemali rýchlosť a šírku pásma na odoslanie gigabajtov dát za sekundu. Rozhrania API boli teda napísané tak, aby vysielali iba obmedzené množstvo údajov.

Vývojári, ktorí dnes používajú tieto staré rozhrania API, musia tento obmedzený rozpočet na streamovanie údajov obísť pomocou metód, ako je zníženie zložitosti scény, aby sa minimalizovala potreba veľkého množstva prvky, iba vykreslenie textúr a prostredia, ktoré hráč vidí, a predĺženie času načítania, aby sa zabezpečilo, že hra bude mať dostatok času na načítanie všetkých prvkov predtým počnúc.

Tieto metódy fungujú lepšie teoreticky ako v praxi. Pretože aj pri najrýchlejších úložných jednotkách na trhu majú hry stále dlhú dobu načítania, rozbaľovaciu ponuku textúr a stiesnené vzdialenosti vykreslenia.

Cieľom DirectStorage je pomôcť vývojárom vyriešiť tieto problémy lepším procesom streamovania údajov.

Súvisiace: Najlepšie nástroje na pretaktovanie GPU pre vylepšený herný výkon

Ako funguje Microsoft DirectStorage?

Microsoft DirectStorage je sada úložných rozhraní API, ktorých cieľom je opraviť všetko, čo je v poriadku s aktuálnymi API.

Keď vývojár vyvolá rozhrania DirectStorage API na vyžiadanie údajov z úložného zariadenia, postup je takmer rovnaký s dvoma hlavnými rozdielmi.

Po prvé, po skopírovaní údajov do pamäte RAM neexistuje rutina dekompresie procesora. Dáta sa neskopírujú do CPU a nekomprimujú sa. Na rozdiel od starých rozhraní API sa komprimované údaje odosielajú priamo do GPU.

Po druhé, API plne využívajú super rýchly hardvér NVMe SSD. DirectStorage potrebuje pre svoju prácu NVMe SSD, pretože NVMe SSD majú exponenciálne vyššiu šírku pásma ako mechanické pevné disky. DirectStorage využíva celú šírku pásma týchto diskov SSD, ktorá je rádovo GB / s, na čítanie veľkého množstva dát naraz. Je to na rozdiel od starších rozhraní API, ktoré čítajú údaje pomaly a v poradí MB / s.

GPU teda prijíma veľa komprimovaných údajov naraz a pred vykreslením nemusí čakať na príchod ďalších údajov. Jedinou vecou, ​​ktorú musíte urobiť, je dekomprimovať údaje, ktoré má vykresliť GPU.

Balíky DirectStorage v najmodernejších technikách dekompresie GPU. GPU dekomprimujú dáta oveľa vyššou rýchlosťou ako CPU. Môžu tiež dlho udržiavať túto vysokorýchlostnú dekompresiu, čo CPU nedokáže. Vďaka tomu je GPU hlavným kandidátom na budúcnosť dekompresie dát.

Dekompresia zbavená zaťaženia na GPU tiež uvoľní CPU na zvládnutie ďalších úloh, ako je spracovanie zvuku a príprava snímok na zobrazenie.

Ako vylepšuje DirectStorage hry?

Pretože DirectStorage poskytuje vášmu GPU neuveriteľne rýchlo veľa dát, môže spôsobiť revolúciu vo vašom hernom zážitku.

Najskôr, ak vývojári vytvoria svoje hry pomocou DirectStorage, budú mať hry takmer okamžité načítanie. Nebudete teda musieť čakať, kým prejdete cez dlhú obrazovku načítania, aby ste skočili do svojej obľúbenej hry.

Po druhé, pretože DirectStorage uvoľňuje procesor na zvládnutie ďalších úloh, zvyšuje výkon. Inými slovami, budete dosiahnite lepšie obnovovacie frekvencie, aj keď ste inovovali svoj hardvér.

A konečne, s DirectStorage, hry budú mať rozsiahlejšie a zložitejšie svety s minimálnym vyskakovaním textúr. To vývojárom umožní vytvoriť novú generáciu hier bez toho, aby brzdili svoju kreatívnu víziu kvôli obavám o streamovanie dát.

DirectStorage môže nadobro zmeniť hranie, ak to vývojári dovolia

Microsoft tvrdo tlačí na DirectStorage. A oprávnene. Staré metódy streamovania údajov sú tlmivým bodom, ktorý brzdí hry.

Ak sa DirectStorage podarí stať sa priemyselným štandardom, posunie sa hranie hier do novej éry ponorenia.

Ak spoločnosť Microsoft dokáže zdokonaliť DirectStorage a presvedčiť vývojárov, že sa do toho oplatí investovať svoj čas, hráči sa konečne môžu zbaviť nepríjemností, ako sú časy načítania a vyskakovacie okno textúry.

Dúfajme teda, že uvidíme deň, keď nebudú k dispozícii žiadne falošné jazdy výťahom, nikdy nekončiace schodiská a rýchle cestovanie, ktoré bude trvať milión rokov.

Vysoká snímková frekvencia vs. Lepšie rozlíšenie: Čo je pre hranie hier dôležitejšie?

Ak si nemôžete dovoliť špičkové herné nastavenie, musíte pri hraní porozumieť kompromisom medzi vysokými snímkovými frekvenciami a vysokým rozlíšením.

Prečítajte si Ďalej

O autorovi