Che cos'è Microsoft DirectStorage? Come rende il gioco più veloce?

In passato, i giochi non erano troppo complessi. I livelli giocabili erano piuttosto piccoli, i personaggi erano pochi e le trame erano semplici. Nel corso degli anni, i giochi sono migliorati in modo esponenziale. Da enormi mondi aperti a personaggi altamente dettagliati, i giochi possono spesso sembrare fotorealistici.

Ma tutta questa innovazione ha un costo.

I giochi moderni hanno bisogno di decine di gigabyte di dati per riprodurre quei bellissimi personaggi e ambienti. Ma alcuni strumenti utilizzati dagli sviluppatori di giochi non sono stati progettati per gestire una quantità così grande di dati, creando un collo di bottiglia delle prestazioni.

È qui che entra in gioco Microsoft DirectStorage.

Perché abbiamo bisogno di Microsoft DirectStorage?

Prima di parlare di DirectStorage, vediamo come funzionano i metodi correnti di streaming dei dati.

Quando avvii un gioco, sono necessari dati come trame, modelli di personaggi e audio da presentare sullo schermo. Questi dati vengono memorizzati su un dispositivo di archiviazione come un disco rigido. Il gioco richiede questi dati tramite strumenti software noti come API (Application Programming Interfaces).

Dopo che il gioco ha richiesto i dati tramite un'API, recupera i dati dal dispositivo di archiviazione e li inserisce nella RAM di sistema prima di trasmetterli alla GPU per il rendering.

Quando scarichi un gioco, tutti i dati vengono compressi per risparmiare più spazio di archiviazione possibile. Ma le GPU non possono utilizzare dati compressi. Quindi, deve essere decompresso.

Quindi, una volta che i dati sono nella RAM, vanno alla CPU per la decompressione.

Dopo la decompressione, i dati richiesti dal gioco vengono copiati nella VRAM della GPU.

Infine, la GPU trasforma questi dati in una splendida grafica che vediamo sul display.

Ora, questo metodo di streaming presenta due principali svantaggi.

Innanzitutto, la decompressione dei dati richiede molto tempo. Questo non solo si traduce in un aumento dei tempi di caricamento del gioco, ma rende anche la CPU non disponibile per altre attività. E poiché la CPU è impegnata nella decompressione per la maggior parte del tempo, non può tenere il passo con le richieste della GPU, con conseguenti frame rate inferiori.

In secondo luogo, le API di archiviazione esistenti non sfruttano appieno l'hardware di archiviazione moderno. Ad esempio, i dispositivi di archiviazione in passato erano dischi rigidi meccanici lenti che non avevano la velocità e la larghezza di banda per inviare gigabyte di dati al secondo. Pertanto, le API sono state scritte per trasmettere in streaming solo una quantità limitata di dati.

Gli sviluppatori che utilizzano oggi queste vecchie API devono aggirare questo budget limitato per lo streaming di dati utilizzando metodi come la riduzione della complessità della scena per ridurre al minimo la necessità di risorse, rendendo solo le trame e l'ambiente che il giocatore può vedere e aumentando i tempi di caricamento per assicurarsi che il gioco abbia abbastanza tempo per caricare tutte le risorse prima di partenza.

Questi metodi funzionano meglio in teoria che in pratica. Perché, anche con le unità di archiviazione più veloci sul mercato, i giochi hanno ancora lunghi tempi di caricamento, pop-in delle texture e distanze di visualizzazione ridotte.

DirectStorage mira ad aiutare gli sviluppatori a risolvere questi problemi attraverso un migliore processo di streaming dei dati.

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Come funziona Microsoft DirectStorage?

Microsoft DirectStorage è un set di API di archiviazione che mirano a correggere tutto ciò che non va con le API correnti.

Quando uno sviluppatore richiama le API DirectStorage per richiedere dati dal dispositivo di archiviazione, il processo è quasi lo stesso con due differenze principali.

Innanzitutto, dopo aver copiato i dati nella RAM, non esiste alcuna routine di decompressione della CPU. I dati non vengono copiati nella CPU e decompressi. A differenza delle vecchie API, i dati compressi vengono inviati direttamente alla GPU.

In secondo luogo, le API sfruttano appieno l'hardware SSD NVMe super veloce. DirectStorage richiede un SSD NVMe per funzionare, poiché gli SSD NVMe hanno una larghezza di banda esponenzialmente maggiore rispetto ai dischi rigidi meccanici. DirectStorage utilizza l'intera larghezza di banda di questi SSD, che è dell'ordine di GB / s, per leggere molti dati contemporaneamente. Questo è diverso dalle API precedenti che leggono i dati lentamente e nell'ordine di MB / s.

Pertanto, la GPU riceve molti dati compressi contemporaneamente e non deve attendere l'arrivo di altri dati prima del rendering. L'unica cosa che resta da fare è decomprimere i dati per il rendering della GPU.

DirectStorage racchiude in sé tecniche di decompressione GPU all'avanguardia. Le GPU decomprimono i dati a una velocità molto più elevata rispetto alle CPU. Possono anche sostenere questa decompressione ad alta velocità per un lungo periodo di tempo che una CPU non può fare. Questo è ciò che rende una GPU un ottimo candidato per il futuro della decompressione dei dati.

Scaricare la decompressione sulla GPU libera anche la CPU per gestire altre attività come l'elaborazione dell'audio e la preparazione dei frame da visualizzare.

In che modo DirectStorage migliora i giochi?

Poiché DirectStorage fornisce alla tua GPU molti dati in modo incredibilmente rapido, può rivoluzionare la tua esperienza di gioco.

Innanzitutto, se gli sviluppatori creano i loro giochi con DirectStorage, i giochi avranno tempi di caricamento quasi istantanei. Quindi, non dovrai aspettare di sederti attraverso una lunga schermata di caricamento per saltare al tuo gioco preferito.

In secondo luogo, poiché DirectStorage libera la CPU per gestire altre attività, aumenta le prestazioni. In altre parole, lo farai ottieni frame rate migliori anche se non hai aggiornato l'hardware.

Infine, con DirectStorage, i giochi avranno mondi più ampi e complessi con un pop-in di texture minimo. Ciò consentirà agli sviluppatori di creare la prossima generazione di giochi senza ostacolare la loro visione creativa a causa dei problemi di streaming dei dati.

DirectStorage può cambiare il gioco per sempre se gli sviluppatori lo consentono

Microsoft ha spinto al massimo DirectStorage. E giustamente così. I vecchi metodi di streaming dei dati sono un punto di soffocamento che ha frenato i giochi.

Se DirectStorage riuscirà a diventare uno standard del settore, il gioco entrerà in una nuova era di immersione.

Se Microsoft può perfezionare DirectStorage e convincere gli sviluppatori che vale la pena investire il loro tempo in esso, i giocatori possono finalmente essere liberi da fastidi come i tempi di caricamento e il pop-in delle texture.

Quindi, speriamo di vedere il giorno in cui non ci saranno finte corse in ascensore, nessuna scala infinita e nessun viaggio veloce che richieda un milione di anni.

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