Microsoft DirectStorage en zijn potentieel voor pc-gaming

Wanneer u een taak op uw pc uitvoert, of het nu gaat om gamen of algemene productiviteitstaken, is er altijd een beperkende factor in het systeem. Die beperkende factor is verantwoordelijk voor het bepalen van het plafond van de prestaties van uw pc in die specifieke werkbelasting. Deze beperkende factoren worden vaak "Bottlenecks" genoemd en zijn onmogelijk te vermijden. Op elke pc is er op elk moment een bepaalde beperkende factor of bottleneck aanwezig die de algehele prestaties van uw pc beperkt. Hypothetisch, als we alle knelpunten met succes volledig uit een systeem zouden verwijderen, dan zou de theoretische prestatie van dat systeem oneindig zijn, en dat is zeker onmogelijk.

De meest voorkomende knelpunten die de spelprestaties beïnvloeden, zijn uw grafische kaart en uw CPU. Grafische kaart is verreweg de meest voorkomende oorzaak van knelpunten in games, met CPU-knelpunten als gevolg hiervan. Knelpunten zijn niet per se een slechte zaak, het geeft alleen een beperking aan hoeveel prestaties uw pc kan produceren. Andere hardwarecomponenten die de prestaties van uw systeem kunnen belemmeren, zijn uw geheugen en koeloplossingen. Ja, zelfs je CPU-koeler kan in bepaalde scenario's een knelpunt zijn.

Natuurlijk zijn degenen die geïnvesteerd hebben in de wereld van pc-gaming al bekend met CPU- en GPU-knelpunten. Internetforums staan ​​vol met vragen over knelpunten, en misschien heb je jezelf af en toe zelfs afgevraagd over knelpunten. Maar een type bottleneck dat bijna nooit wordt besproken, is "storage bottleneck", wat betekent dat het uw opslagapparaat is dat de prestaties van uw pc bij een bepaalde workload beperkt. Microsoft DirectStorage is een directe oplossing voor het oplossen van elk soort opslagprobleem, zodat games kunnen doorgroeien naar het volgende tijdperk van realisme en technologische vooruitgang.

Opslag knelpunten

Hoewel CPU- en GPU-knelpunten meestal vrij eenvoudig te begrijpen zijn, kan hetzelfde niet gezegd worden voor opslagknelpunten. Een opslagknelpunt is gewoon een knelpunt dat wordt veroorzaakt door uw opslagapparaat, dat wil zeggen uw specifieke harde schijf of SSD. Dit soort knelpunten zijn uiterst ongewoon in games van vandaag, en daar is een eenvoudige reden voor. Omdat harde schijven al tientallen jaren onze primaire vorm van opslag zijn, hebben game-ontwikkelaars hun games altijd ontwikkeld met harde schijven in gedachten. Zelfs gameconsoles hadden tot de nieuwste generatie PS5- en Xbox-serie consoles langzame, mechanische harde schijven.

Omdat harde schijven extreem traag zijn, zelfs in vergelijking met een redelijk snelle SATA SSD, moesten ontwikkelaars tijdelijke oplossingen bedenken om te voorkomen dat de lage snelheden van harde schijven de game-ervaring schaadden. Dit leidde tot de ontwikkeling van spelniveaus met verschillende laadschermen die de hele scène opeenvolgend met tussenpozen laden, in plaats van ze on-the-fly te laden. In redelijk moderne games zoals GTA 5 en Red Dead Redemption 2 met enorme open werelden betekende dit dat de laadtijden op harde schijven notoir lang waren, zelfs meerdere minuten. Dit is de tijdelijke oplossing die wordt gebruikt in alle oude en moderne games en het is ook de reden waarom harde schijven geen invloed hebben op de spelprestaties van de pc nadat het niveau volledig is geladen.

Zoals we opmerkten in onze uitgebreide gids voor het kopen van een SSD, is er geen merkbaar verschil in de prestaties van een game tussen een harde schijf en een SSD. Zelfs razendsnelle PCIe Gen 4-schijven zullen u geen extra FPS geven ten opzichte van een standaard mechanische harde schijf. Dit komt omdat ontwikkelaars de games tijdens het spelen niet afhankelijk hebben gemaakt van het opslagmedium om de opslagschijven als een potentieel knelpunt te verwijderen. Zodra we echter een game proberen te laden, verandert het verhaal, aangezien SSD's veel sneller zijn in het laden van games dan harde schijven. Dit betekent dat de extra snelheid en prestaties van de veel duurdere SSD's in-game op tafel blijven liggen, simpelweg omdat de games zijn ontwikkeld met harde schijven in het achterhoofd. Dit is het probleem dat Microsoft DirectStorage wil oplossen.

Microsoft DirectStorage

DirectStorage API is een baanbrekende nieuwe functie waarmee games van de volgende generatie kunnen profiteren van de extreem snelle pc-SSD's om de laadtijden in en tussen games aanzienlijk te verminderen. Dit is dezelfde technologie die aanwezig is, in een enigszins afgezwakte vorm, in de Xbox Series X. De Xbox Velocity Architecture genoemd, is een suite van gamingtechnologieën die de Xbox Series X helpt om te profiteren van zijn substantieel krachtige hardware behoorlijk effectief om de laadtijden enorm te verminderen en de streamingreactiviteit van middelen tijdens het gamen te verbeteren.

Een van de meest populaire functies van de nieuwe PS5 en de Xbox Series X zijn hun waanzinnig snelle laadtijden. Dit komt door de implementatie van technologieën die vergelijkbaar zijn met Microsoft DirectStorage, die profiteren van hun extreem snelle SSD's om de laadtijden in games enorm te verminderen. Niet alleen dat, deze technologieën maken het naadloos streamen van activa mogelijk terwijl je tussen niveaus in een game springt, zoals werd getoond in de preview van de nieuwe Ratchet and Clank-game op de PS5.

DirectStorage API heeft tot doel deze technologie naar pc's te brengen en uiteindelijk gaming naar de volgende generatie te leiden. Het doel voor gaming van de volgende generatie is vrij duidelijk uit alle verschillende technische functies die in de nieuwe consoles zijn ingebakken. De consoles uit de PS5- en Xbox-serie zitten vol met technologie die als enig doel heeft om laadschermen van games te verminderen en uiteindelijk te elimineren. DirectStorage API vermijdt de gebreken van oudere opslag-API's door veel meer gelijktijdige verzoeken om gegevens en informatie uit de games te kunnen verwerken, wat leidt tot een efficiënter gebruik van bandbreedte en bijgevolg hogere snelheden. Hierdoor kunnen de games groter en gedetailleerder worden met dezelfde hardware die nu bestaat.

Behoefte aan DirectStorage

DirectStorage is de tool die we nodig hebben om gaming echt naar de volgende generatie te leiden. Games van tegenwoordig zijn grafisch geweldig met vloeiende animaties en indrukwekkende gameplay, maar er is één probleem dat we al tientallen jaren niet hebben kunnen oplossen en dat is de aanwezigheid van laadschermen. Naarmate games steeds groter worden met enorme open werelden en honderden en duizenden activa, worden laadschermen steeds langer in plaats van de andere kant op te gaan. Met toenemende laadtijden gaan we in dit opzicht eigenlijk achteruit in plaats van vooruit te gaan en laadtijden te elimineren. Zoals eerder uitgelegd, is de aanwezigheid van lange laadtijden en intermitterende laadschermen te wijten aan de inherente ontwikkelingshindernissen die zich voordoen als gevolg van het gebruik van trage harde schijven.

Zelfs met supersnelle SSD's zijn we vandaag de dag niet in staat om laadschermen volledig te elimineren uit gaming. De snelste SSD's van tegenwoordig maken gebruik van de PCIe Gen 4-technologie en kunnen theoretische maximale snelheden tot 7 GB/s halen, maar ze bieden slechts een paar seconden voordeel in de laadtijden van games in vergelijking met een verouderde, oude harde schijf. Dit komt doordat de games van vandaag niet volledig zijn uitgerust om te profiteren van de enorme bandbreedte en hoge snelheden van de SSD's die tegenwoordig aanwezig zijn. Dit probleem is een probleem dat Microsoft DirectStorage in de toekomst wil oplossen.

Vereisten

Hoewel de werkelijke officiële vereisten voor Microsoft DirectStorage op het moment van schrijven niet openbaar beschikbaar zijn, doen er enkele speculaties over deze kwestie de ronde. Ten eerste komt Microsoft DirectStorage API samen met Microsoft DirectX 12 Ultimate, en dit betekent dat je zeker de nieuwste build van Windows 10 moet hebben geïnstalleerd wanneer DirectStorage eindelijk wordt gelanceerd. Dit is een vereiste op softwareniveau waaraan de meeste gamers vrij gemakkelijk kunnen voldoen.

De tweede vereiste voor DirectStorage is misschien wat moeilijker te vervullen. DirectStorage maakt gebruik van een van de supersnelle NVMe- en PCIe Gen 4 SSD's die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn. Dit betekent dat langzamere SATA SSD's en oudere harde schijven simpelweg niet de ruwe bandbreedte of de snelheden hebben om de hoeveelheid gegevens te verwerken die moet worden overgedragen wanneer DirectStorage in het spel komt. Voor optimale prestaties heb je ofwel een PCIe Gen 3 NVMe-schijf of een nog snellere PCIe Gen 4-schijf nodig, die beide een aantal razendsnelle opties hebben. Ook onze aanbevelingen voor de 5 beste PCIe Gen 4 SSD's vind je hier.

Microsoft legde hun keuze voor het NVMe-protocol uit in een blogpost over DirectStorage:

Impact op gamen

Microsoft DirectStorage is waarschijnlijk de grootste sprong voorwaarts in gaming sinds realtime RayTracing en DLSS werden geïntroduceerd met Nvidia's RTX-serie. Veel enthousiastelingen geloven zelfs dat DirectStorage zal wedijveren met Nvidia's Deep Learning Super Sampling-techniek wat betreft de hoeveelheid impact die het heeft op toekomstige gaming. DirectStorage zal de beste IO-technologie naar zowel pc's als consoles brengen, net zoals DLSS doet met renderingtechnieken. In de toekomst zal er veel meer aandacht zijn voor het verwijderen van laadschermen uit de game en het stroomlijnen van het laden van assets on-the-fly, in plaats van de grafische betrouwbaarheid met aanzienlijke marges te verbeteren.

Een deel van de reden voor deze verschuiving in focus is te wijten aan noodzaak. Laadschermen en lange laadtijden zijn de achilleshiel van veel geweldige games van vandaag. Deze factoren doen afbreuk aan een verder perfecte game-ervaring, simpelweg omdat ze niet modern aanvoelen voor de graphics en de gameplay-elementen van de game die wordt gespeeld. Tegenwoordig hebben we enorm indrukwekkende games met realistische graphics zoals Red Dead Redemption 2 en Assassin's Creed Valhalla, maar zelfs deze games hebben enorme laadtijden, zelfs op high-end gaming-pc's. Dit vermindert de immersiefactor en voorkomt dat de game echt next-gen aanvoelt.

Conclusie

Microsoft DirectStorage API is het antwoord op het evoluerende opslag- en IO-landschap in pc-gaming. DirectStorage API heeft tot doel pc-gaming op twee hoofdgebieden te verbeteren; het verminderen van frustrerend lange laadtijden uit het verleden en ervoor zorgen dat games gedetailleerder en uitgebreider zijn dan ooit. DirectStorage is de uitbreiding van Microsoft's Xbox Velocity Architecture die aanwezig is in de huidige generatie Xbox-consoles, waardoor het systeem kan profiteren van de supersnelle SSD die in de console aanwezig is om de laadtijden aanzienlijk te verkorten en de streaming van activa tijdens het spel. Een vergelijkbare implementatie is aanwezig in Sony's PlayStation 5.

PC Gaming speelt in dit opzicht nu een inhaalslag op de consoles, maar Microsoft heeft het antwoord. Met behulp van een moderne Windows 10-machine en een snelle NVMe-drive, zal DirectStorage API de laadtijden van games aanzienlijk helpen verminderen en tegelijkertijd de algehele ontwikkelingsstrategie van de games in de toekomst verbeteren. Terwijl game-ontwikkelaars in het verleden laadschermen en verschillende obstakels moesten introduceren om rekening te houden met langzamere schijven, zou dat niet langer het geval zijn met de introductie van DirectStorage. Game-ontwikkelaars hoeven hun verbeeldingskracht niet langer te beperken vanwege langzamere harde schijven of oudere SATA SSD's, en de pc-gamingindustrie zal echt het tijdperk van gaming van de volgende generatie betreden.