Microsoft DirectStorage und sein Potenzial für PC-Spiele
Wann immer Sie eine Aufgabe auf Ihrem PC ausführen, sei es für Spiele oder allgemeine Produktivitätsaufgaben, ist im System immer ein begrenzender Faktor vorhanden. Dieser begrenzende Faktor ist für die Festlegung der Höchstleistung Ihres PCs in dieser bestimmten Arbeitslast verantwortlich. Diese einschränkenden Faktoren werden oft als „Engpässe“ bezeichnet und sind nicht zu vermeiden. In jedem PC ist zu einem bestimmten Zeitpunkt ein begrenzender Faktor oder Engpass vorhanden, der die Gesamtleistung Ihres PCs einschränkt. Wenn wir alle Engpässe erfolgreich aus einem System entfernen, wäre die theoretische Leistung dieses Systems hypothetisch unendlich, und das ist sicherlich unmöglich.
Die häufigsten Engpässe, die sich auf die Spieleleistung auswirken, sind Ihre Grafikkarte und Ihre CPU. Grafikkarten sind bei weitem die häufigste Ursache für Engpässe in Spielen, gefolgt von CPU-Engpässen. Engpässe sind nicht unbedingt eine schlechte Sache, sondern beschränken lediglich die Leistung Ihres PCs. Andere Hardwarekomponenten, die die Leistung Ihres Systems beeinträchtigen können, sind Ihre Speicher- und Kühllösungen. Ja, in bestimmten Szenarien kann sogar Ihr CPU-Kühler ein Engpass sein.
Natürlich sind diejenigen, die in die Welt des PC-Spielens investiert sind, bereits mit CPU- und GPU-Engpässen vertraut. Internetforen sind voller Fragen zu Engpässen, und Sie haben sich vielleicht sogar hin und wieder über Engpässe gewundert. Eine Art von Engpass, die so gut wie nie diskutiert wird, ist der „Speicherengpass“. Dies bedeutet, dass Ihr Speichergerät die Leistung Ihres PCs bei einer bestimmten Arbeitslast einschränkt. Microsoft DirectStorage ist eine direkte Lösung zur Beseitigung von Speicherengpässen jeglicher Art, damit Spiele in die nächste Ära des Realismus und des technologischen Fortschritts vordringen können.
Speicherengpässe
Während CPU- und GPU-Engpässe die meiste Zeit recht einfach zu verstehen sind, kann dies nicht für Speicherengpässe gesagt werden. Ein Speicherengpass ist einfach ein Engpass, der von Ihrem Speichergerät verursacht wird, dh von Ihrer speziellen Festplatte oder SSD. Diese Art von Engpässen ist in heutigen Spielen äußerst selten, und dafür gibt es einen einfachen Grund. Da Festplatten seit Jahrzehnten unsere primäre Speicherform sind, haben Spieleentwickler ihre Spiele immer mit Blick auf Festplatten entwickelt. Sogar Spielekonsolen hatten bis zur neuesten Generation von Konsolen der PS5- und Xbox-Serie langsame, mechanische Festplatten.
Da Festplatten selbst im Vergleich zu einer mäßig schnellen SATA-SSD extrem langsam sind, mussten Entwickler Problemumgehungen entwickeln, um zu verhindern, dass die langsamen Geschwindigkeiten von Festplatten das Spielerlebnis beeinträchtigen. Dies führte zur Entwicklung von Spielebenen mit verschiedenen Ladebildschirmen, die die gesamte Szene nacheinander in Intervallen laden, anstatt sie im laufenden Betrieb zu laden. In ziemlich modernen Spielen wie GTA 5 und Red Dead Redemption 2 mit riesigen offenen Welten bedeutete dies, dass die Ladezeiten auf Festplatten notorisch lang waren und sogar mehrere Minuten umfassten. Dies ist die Problemumgehung, die in allen alten und modernen Spielen verwendet wird und ist auch der Grund, warum Festplatten die Spieleleistung des PCs nicht beeinträchtigen, nachdem das Level vollständig geladen wurde.
Wie wir in notiert haben unser umfassender Leitfaden zum Kauf einer SSDEs gibt keinen merklichen Unterschied in der Leistung eines Spiels zwischen einer Festplatte und einer SSD. Selbst blitzschnelle PCIe Gen 4-Laufwerke bieten keine zusätzlichen FPS gegenüber einer mechanischen Standardfestplatte. Dies liegt daran, dass Entwickler die Spiele während des Spielens nicht vom Speichermedium abhängig gemacht haben, um die Speicherlaufwerke als potenziellen Engpass zu entfernen. Sobald wir jedoch versuchen, ein Spiel zu laden, ändert sich die Geschichte, da SSDs beim Laden von Spielen viel schneller sind als Festplatten. Dies bedeutet, dass die zusätzliche Geschwindigkeit und Leistung der viel teureren SSDs im Spiel auf dem Tisch bleibt, einfach weil die Spiele mit Blick auf Festplatten entwickelt wurden. Dies ist das Problem, das Microsoft DirectStorage lösen möchte.
Microsoft DirectStorage
DirectStorage API ist eine bahnbrechende neue Funktion, die es Next-Gen-Spielen ermöglicht, die extrem schnellen PC-SSDs zu nutzen, um die Ladezeiten in und zwischen Spielen erheblich zu verkürzen. Dies ist die gleiche Technologie, die in der Xbox Series X in leicht abgeschwächter Form vorhanden ist. Sie wird als Xbox Velocity Architecture bezeichnet und ist eine Suite von Spieletechnologien, mit denen die Xbox Series X ihre im Wesentlichen leistungsstarke Hardware optimal nutzen kann effektiv, um Ladezeiten massiv zu reduzieren und die Streaming-Reaktionsfähigkeit von Assets im Spiel zu verbessern.
Eine der beliebtesten Funktionen der neuen PS5 und der Xbox Series X sind ihre wahnsinnig schnellen Ladezeiten. Dies ist auf die Implementierung ähnlicher Technologien wie Microsoft DirectStorage zurückzuführen, die ihre extrem schnellen SSDs nutzen, um die Ladezeiten in Spielen massiv zu verkürzen. Darüber hinaus ermöglichen diese Technologien das nahtlose Streaming von Assets, während zwischen den Levels eines Spiels gewechselt wird, wie in der Vorschau des neuen Ratchet and Clank-Spiels auf der PS5 gezeigt wurde.
Die DirectStorage-API zielt darauf ab, diese Technologie auf PCs zu bringen und das Spielen letztendlich in die nächste Generation zu führen. Das Ziel für Spiele der nächsten Generation liegt auf der Hand der verschiedenen technischen Funktionen, die in die neuen Konsolen integriert sind. Die Konsolen der PS5- und Xbox-Serie sind voller Technologien, die ein einziges Ziel haben, Ladebildschirme von Spielen zu reduzieren und letztendlich zu eliminieren. Die DirectStorage-API vermeidet die Fehler älterer Speicher-APIs, indem sie weitaus gleichzeitigere Anforderungen an Daten und Informationen aus den Spielen verarbeiten kann, was zu einer effizienteren Nutzung der Bandbreite und folglich zu höheren Geschwindigkeiten führt. Auf diese Weise können die Spiele mit derselben Hardware, die derzeit vorhanden ist, größer und detaillierter werden.
Notwendigkeit für DirectStorage
DirectStorage ist das Tool, das wir brauchen, um Spiele wirklich in die nächste Generation zu führen. Spiele sind heute grafisch erstaunlich mit flüssigen Animationen und beeindruckendem Gameplay, aber es gibt ein Problem, das wir seit Jahrzehnten nicht mehr lösen konnten, nämlich das Vorhandensein von Ladebildschirmen. Da Spiele mit riesigen offenen Welten und Hunderten und Tausenden von Assets immer umfangreicher werden, werden Ladebildschirme immer länger, anstatt in die andere Richtung zu gehen. Mit zunehmenden Ladezeiten gehen wir in dieser Hinsicht tatsächlich rückwärts, anstatt vorwärts zu gehen und Ladezeiten zu eliminieren. Wie bereits erläutert, ist das Vorhandensein langer Ladezeiten und intermittierender Ladebildschirme auf die inhärenten Entwicklungshürden zurückzuführen, die sich aufgrund der Verwendung langsamer Festplatten ergeben.
Selbst mit superschnellen SSDs können wir das Laden von Bildschirmen heute nicht vollständig aus dem Spiel entfernen. Die schnellsten SSDs nutzen heute die PCIe Gen 4-Technologie und können theoretische Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 7 GB / s erreichen. Sie bieten jedoch nur wenige Sekunden Vorteil beim Laden von Spielen im Vergleich zu einer alternden, alten Festplatte. Dies liegt daran, dass die Spiele von heute nicht vollständig ausgestattet sind, um die enorme Bandbreite und die hohen Geschwindigkeiten der heute vorhandenen SSDs zu nutzen. Dieses Problem möchte Microsoft DirectStorage in Zukunft lösen.
Bedarf
Während die tatsächlichen offiziellen Anforderungen für Microsoft DirectStorage zum Zeitpunkt des Schreibens nicht öffentlich verfügbar sind, gibt es einige Spekulationen zu diesem Thema. Erstens wird die Microsoft DirectStorage-API in Verbindung mit Microsoft DirectX 12 Ultimate geliefert. Dies bedeutet, dass beim endgültigen Start von DirectStorage unbedingt die neueste Version von Windows 10 installiert sein muss. Dies ist eine Anforderung auf Softwareebene, die von den meisten Spielern recht einfach erfüllt werden kann.
Die zweite Anforderung für DirectStorage ist möglicherweise etwas schwieriger zu erfüllen. DirectStorage wird eine der superschnellen NVMe- und PCIe Gen 4-SSDs nutzen, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Dies bedeutet, dass langsamere SATA-SSDs und ältere Festplatten einfach nicht über die Rohbandbreite oder die Geschwindigkeit verfügen, um die Datenmenge zu verarbeiten, die übertragen werden muss, wenn DirectStorage ins Spiel kommt. Für eine optimale Leistung benötigen Sie entweder ein PCIe Gen 3 NVMe-Laufwerk oder ein noch schnelleres PCIe Gen 4-Laufwerk, die beide über blitzschnelle Optionen verfügen. Unsere Empfehlungen für die 5 besten PCIe Gen 4 SSDs finden Sie auch hier.
Microsoft erklärte die Wahl des NVMe-Protokolls in einem Blogbeitrag über DirectStorage:
Auswirkungen auf das Spielen
Microsoft DirectStorage ist wahrscheinlich der größte Fortschritt im Gaming-Bereich seit Einführung von RayTracing und DLSS in Echtzeit mit der RTX-Serie von Nvidia. Tatsächlich glauben viele Enthusiasten, dass DirectStorage der Deep Learning Super Sampling-Technik von Nvidia in Bezug auf die Auswirkungen auf das Gaming in Zukunft mithalten wird. DirectStorage bietet erstklassige E / A-Technologie für PCs und Konsolen, genau wie DLSS es mit Rendering-Techniken macht. In Zukunft wird es viel mehr darum gehen, Ladebildschirme aus dem Spiel zu entfernen und das Laden von Assets im laufenden Betrieb zu optimieren, anstatt die grafische Wiedergabetreue erheblich zu verbessern.
Ein Teil des Grundes für diese Verschiebung des Fokus liegt in der Notwendigkeit. Das Laden von Bildschirmen und lange Ladezeiten waren die Achillesferse vieler erstaunlicher Spiele von heute. Diese Faktoren beeinträchtigen ein ansonsten perfektes Spielerlebnis, einfach weil sie sich für die Grafik und die Gameplay-Elemente des gespielten Spiels nicht zeitgemäß anfühlen. Heute haben wir beeindruckende Spiele mit realistischen Grafiken wie Red Dead Redemption 2 und Assassins Creed Valhalla, aber selbst diese Spiele haben selbst auf High-End-Gaming-PCs enorme Ladezeiten. Dies reduziert den Immersionsfaktor und verhindert, dass sich das Spiel wirklich wie die nächste Generation anfühlt.
Fazit
Die Microsoft DirectStorage-API ist die Antwort auf die sich entwickelnde Speicher- und E / A-Landschaft bei PC-Spielen. Die DirectStorage-API zielt darauf ab, PC-Spiele in zwei Hauptbereichen zu verbessern. Reduziert frustrierend lange Ladezeiten der Vergangenheit und ermöglicht es den Spielen, detaillierter und umfangreicher als je zuvor zu sein. DirectStorage ist die Erweiterung der Xbox Velocity-Architektur von Microsoft, die in Xbox-Konsolen der aktuellen Generation vorhanden ist und es dem System ermöglicht, die extrem schnelle SSD in der Konsole zu nutzen, um die Ladezeiten erheblich zu verkürzen und das Streaming von zu verbessern Vermögenswerte im Spiel. Eine ähnliche Implementierung ist in der PlayStation 5 von Sony vorhanden.
PC Gaming holt in dieser Hinsicht jetzt die Konsolen nach, aber Microsoft hat die Antwort. Mithilfe eines modernen Windows 10-Computers und eines schnellen NVMe-Laufwerks wird die DirectStorage-API dazu beitragen, die Ladezeiten von Spielen erheblich zu verkürzen und gleichzeitig die allgemeine Entwicklungsstrategie der künftigen Spiele zu verbessern. Während Spieleentwickler Ladebildschirme und verschiedene Hindernisse einführen mussten, um langsamere Laufwerke in der Vergangenheit zu berücksichtigen, wäre dies mit der Einführung von DirectStorage nicht mehr der Fall. Spieleentwickler müssen ihre Vorstellungskraft aufgrund langsamerer Festplatten oder älterer SATA-SSDs nicht länger einschränken, und die PC-Spielebranche wird wirklich in die Ära der Spiele der nächsten Generation eintreten.
