Co je Microsoft DirectStorage? Jak to zrychluje hraní her?

V minulosti nebyly hry příliš složité. Hratelné úrovně byly poměrně malé, postav bylo málo a textury byly jednoduché. V průběhu let se hry exponenciálně zlepšily. Od masivních otevřených světů až po vysoce detailní postavy mohou hry často vypadat fotorealisticky.

Všechna tato inovace však stojí za cenu.

Moderní hry potřebují k vykreslení těchto krásných postav a prostředí desítky gigabajtů dat. Ale některé nástroje, které vývojáři her používají, nebyly vytvořeny tak, aby zvládly takové obrovské množství dat a vytvářely překážku výkonu.

To je místo, kde přichází Microsoft DirectStorage.

Proč potřebujeme Microsoft DirectStorage?

Než budeme diskutovat o DirectStorage, podívejme se, jak fungují současné metody datového proudu.

Když spustíte hru, potřebuje k zobrazení na obrazovce data, jako jsou textury, modely postav a zvuk. Tato data jsou uložena na úložném zařízení, jako je pevný disk. Hra požaduje tato data prostřednictvím softwarových nástrojů známých jako Application Programming Interfaces (API).

Poté, co hra požádala o data prostřednictvím rozhraní API, načte data z úložného zařízení a umístí je do systémové paměti RAM, než je předá GPU k vykreslení.

Když si stáhnete hru, všechna data se komprimují, aby se ušetřilo co nejvíce úložiště. GPU ale nemohou používat komprimovaná data. Proto musí být dekomprimován.

Jakmile jsou data v paměti RAM, přejdou na CPU k dekompresi.

Po dekompresi se data, která požadovala hra, zkopírují do paměti VRAM GPU.

Nakonec GPU vykresluje tato data do krásné grafiky, kterou vidíme na displeji.

Nyní má tato metoda streamování dvě hlavní nevýhody.

Za prvé, dekomprese dat trvá hodně času. Výsledkem je nejen prodloužení doby načítání hry, ale také znepřístupnění CPU pro další úkoly. A protože CPU většinu času dohání dekomprese, nemůže držet krok s požadavky GPU, což má za následek nižší snímkové frekvence.

Zadruhé, stávající rozhraní API úložiště nevyužívají všechny výhody moderního úložného hardwaru. Například paměťová zařízení v té době byly pomalé mechanické pevné disky, které neměly rychlost a šířku pásma k odesílání gigabajtů dat za sekundu. Rozhraní API byla napsána tak, aby přenášela pouze omezené množství dat.

Vývojáři, kteří dnes používají tato stará rozhraní API, musí tento omezený rozpočet pro streamování dat obejít pomocí metod, jako je snížení složitosti scény, aby se minimalizovala potřeba spousty aktiva, pouze vykreslování textur a prostředí, které hráč vidí, a prodloužení doby načítání, aby se ujistil, že hra má dostatek času na načtení všech aktiv dříve začínající.

Tyto metody fungují lépe teoreticky než v praxi. Protože i při nejrychlejších úložných jednotkách na trhu mají hry stále dlouhou dobu načítání, vyskakovací okno textury a stísněné vzdálenosti kreslení.

DirectStorage si klade za cíl pomoci vývojářům vyřešit tyto problémy prostřednictvím lepšího procesu streamování dat.

Příbuzný: Nejlepší nástroje pro přetaktování GPU pro vylepšený herní výkon

Jak funguje Microsoft DirectStorage?

Microsoft DirectStorage je sada úložných rozhraní API, jejichž cílem je opravit všechno špatně s aktuálními rozhraními API.

Když vývojář vyvolá rozhraní API DirectStorage za účelem vyžádání dat ze zařízení úložiště, proces je téměř stejný se dvěma hlavními rozdíly.

Nejprve po zkopírování dat do paměti RAM neexistuje rutina dekomprese CPU. Data nejsou zkopírována do CPU a dekomprimována. Na rozdíl od starých API se komprimovaná data odesílají přímo do GPU.

Zadruhé, API plně využívají superrychlého hardwaru NVMe SSD. DirectStorage potřebuje k práci NVMe SSD, protože NVMe SSD mají exponenciálně vyšší šířku pásma než mechanické pevné disky. DirectStorage využívá celou šířku pásma těchto SSD, která je řádově GB / s, ke čtení velkého množství dat najednou. To je na rozdíl od starších API, která načítají data pomalu a v řádu MB / s.

GPU tedy přijímá spoustu komprimovaných dat najednou a před vykreslením nemusí čekat, až dorazí více dat. Jediné, co musíte udělat, je dekomprimovat data pro vykreslení GPU.

Balíčky DirectStorage v nejmodernějších dekompresních technikách GPU. GPU dekomprimují data mnohem vyšší rychlostí než CPU. Mohou také udržovat tuto vysokorychlostní dekompresi po dlouhou dobu, což CPU nedokáže. Díky tomu je GPU hlavním kandidátem na budoucnost dekomprese dat.

Offloading dekomprese na GPU také uvolní CPU pro zpracování dalších úkolů, jako je zpracování zvuku a příprava snímků k zobrazení.

Jak DirectStorage vylepšuje hry?

Protože DirectStorage poskytuje vašemu GPU neuvěřitelně rychle spoustu dat, může to přinést revoluci ve vašem herním zážitku.

Nejprve, pokud vývojáři vytvářejí své hry pomocí DirectStorage, hry budou mít téměř okamžité načítání. Nebudete tedy muset čekat, až se posadíte přes dlouhou načítací obrazovku, abyste skočili do své oblíbené hry.

Zadruhé, protože DirectStorage uvolňuje procesor pro zpracování dalších úkolů, zvyšuje výkon. Jinými slovy, budete získejte lepší snímkové frekvence, i když jste svůj hardware neupgradovali.

A konečně, s DirectStorage budou mít hry rozsáhlejší a složitější světy s minimálním pop-in texturou. To vývojářům umožní postavit novou generaci her, aniž by brzdili svoji kreativní vizi kvůli obavám o streamování dat.

DirectStorage může hru dobře změnit, pokud to vývojáři dovolí

Společnost Microsoft tvrdě tlačí na DirectStorage. A oprávněně. Staré metody streamování dat jsou bodem, který brzdí hry.

Pokud se DirectStorage dokáže stát průmyslovým standardem, posunou se hry do nové éry ponoření.

Pokud Microsoft dokáže zdokonalit DirectStorage a přesvědčit vývojáře, že se do toho vyplatí investovat svůj čas, mohou se hráči konečně zbavit obtěžování, jako jsou časy načítání a vyskakovací okno textury.

Doufejme tedy, že uvidíme den, kdy neprobíhá žádná falešná jízda výtahem, nikdy nekončící schodiště a žádné rychlé cestování, které trvá milion let.

Vysoká snímková frekvence vs. Lepší rozlišení: Co je pro hraní důležitější?

Pokud si nemůžete dovolit špičkové herní nastavení, budete muset při hraní pochopit kompromisy mezi vysokými snímkovými frekvencemi a vysokým rozlišením.

Přečtěte si další

O autorovi