Egal, ob Sie ein gelegentlicher Wochenendspieler oder ein Hardcore-Gamer sind, der Profi werden möchte, Sie kennen nur allzu gut eines der größten Hindernisse für nahtloses Gameplay: den Ladebildschirm. Während in der Vergangenheit die Ladebildschirmzeiten lange genug waren, um eine ordentliche Bio-Pause einzulegen, hat sich dies in den letzten Jahren weiterentwickelt, da Gaming-Rigs immer schneller werden und Workarounds entdeckt werden. Aber jetzt könnte eine neue Lösung diese Ladeverzögerung für Windows-PCs praktisch vollständig beseitigen, und zwar mit der DirectStorage für Windows-API von Microsoft.
Was ist die DirectStorage-API?
Der DirectStorage für Windows Application Programming Interface (API) ist die neueste Innovation von Microsoft, die sich auf die Verbesserung des Spielerlebnisses konzentriert. Die Technologie wurde erstmals in der Xbox Velocity-Architektur von Microsoft eingesetzt, die in den Spielekonsolen der Serien S und X implementiert wurde. Sie bietet einen optimierten Datei-I/O- und GPU-Ressourcenlader über eine für moderne Hardware entwickelte API.
Um besser zu verstehen, was das bedeutet, bedenken Sie Folgendes: Wenn ein Spiel auf Ihren PC geladen wird, lädt es eigentlich nur einen Teil des Spiels, ähnlich wie ein Kapitel eines Films. Dieser Datenblock wird in den DRAM geladen, sodass Sie dieses Kapitel ohne Verzögerungen durchspielen können. Sobald Sie jedoch Ihre Ziele erreicht haben und bereit sind, zum nächsten Kapitel oder zu einem neuen Ort auf der Weltkarte zu wechseln, müssen die aktuellen Daten entfernt und das nächste Kapitel oder Gebiet in den DRAM geladen werden – daher der Ladebildschirm.
Das Ziel von DirectStorage besteht darin, die Notwendigkeit zu vermeiden, Spieldaten aufgrund der Größenbeschränkungen in den DRAM zu laden. Wenn der DRAM über genügend Kapazität verfügt, könnte das System theoretisch das gesamte Spiel laden, um ein nahtloses Spielen zu ermöglichen. Die meisten Gaming-PCs verfügen nur über wenige GB DRAM, von 16 GB im unteren Preissegment bis hin zu 64 GB im oberen Preissegment, was heute etwa $600 kosten kann.
Für etwa $120 erhalten Sie eine 1-TB-SSD, die viel mehr Kapazität zu einem viel günstigeren Preis bietet. DirectStorage verwendet die SSD als Datencache und nicht als DRAM, sodass Caches in TB statt nur in GB gemessen werden können.
Streaming für nahtloses Gameplay
Das Spielen eines durch DirectStorage aktivierten Spiels bietet den Spielern ein Erlebnis, das dem Streamen eines Films auf Netflix ähnelt. Das Streamen eines Films unterscheidet sich stark vom Herunterladen einer gesamten Datendatei eines Films, um sie auf einem Gerät anzusehen. Streaming bedeutet, dass Filmdaten „just in time“ geliefert werden, um auf Ihrem Bildschirm angezeigt zu werden, mit einem kleinen Puffer zwischen der Übertragung und Ihrem Monitor. Dadurch können Sie sofort und ohne Ladezeiten mit der Wiedergabe eines Films beginnen.
Anstatt Teile der Spieldaten in den DRAM herunterzuladen, streamt DirectStorage die erforderlichen Spieltexturen und andere Daten gerade rechtzeitig von der SSD, um das Bild auf Ihrem Bildschirm anzuzeigen. SSDs sind so schnell, dass Spiele prädiktive Lesevorgänge starten können, die erraten, was Spieler in den nächsten Sekunden benötigen könnten, und die nicht benötigten Daten löschen. Im alten Modell waren Spiele typischerweise auf eine dauerhafte Bandbreite von 100 MB/s ausgerichtet. Mit DirectStorage liegt dieses Ziel bei 2400 MB/s – 24-mal schneller.
Angenommen, Sie springen in Ihrem Spiel auf Ihr Reittier, um in die nächste Stadt zu fahren. Das System speichert die Daten der aktuellen Stadt und richtet sie für die Stadt ein, in die Sie fahren. Wenn Sie sich plötzlich dazu entschließen, in die erste Stadt zurückzukehren – Sie haben zum Beispiel vergessen, Vorräte aufzufüllen – kann das System schnell genug umschwenken, um die Daten für diesen Ort wiederherzustellen.
DirectStorage nutzt die Geschwindigkeit und hohe Leistung von SSDs, um die CPU etwas zu entlasten. Das DirectStorage-System verwendet die GPU, um die Datenkomprimierungs- und Dekomprimierungsaufgaben auszuführen. Wenn die CPU diese Arbeit erledigen musste, verbrauchte sie wertvolle Ressourcen und führte oft zu Latenz.
Ladezeiten sind nicht der einzige Aspekt, der mit DirectStorage verbessert wird. Es kann auch das Textur-Streaming erheblich verbessern. Wenn es um grafische Texturen in einem Spiel geht, gibt es nicht zu viele Details. DirectStorage kann hochdetaillierte Texturen rendern und sie viel weiter hinausschieben, als Spieler es heute gewohnt sind. Das trägt dazu bei, dass sich die Spielwelt noch realer anfühlt.
Hersteller helfen dabei, DirectStorage zum Leben zu erwecken
Da DirectStorage als API bereitgestellt wird, müssen Spiele- und PC-Komponentenanbieter einsteigen und ihre Produkte und Lösungen für die Nutzung der Technologie optimieren, um das Beste daraus zu machen.
AMD – ein führender Anbieter von CPUs, GPUs und Chipsätzen – hat beispielsweise eng mit Microsoft, Spielestudios und Phison zusammengearbeitet, um sicherzustellen, dass DirectStorage-Funktionen auf ihrem gesamten Software- und Hardware-Stack verfügbar sind. Ein bemerkenswertes Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist SmartAccess-Speicher, ein Bündel von Technologien, die die Ladezeiten erheblich verbessern, indem sie das Textur-Streaming und die Datendekomprimierung beschleunigen.
Nvidia ist ein weiteres Unternehmen, das Systeme für die Verwendung von DirectStorage optimieren möchte. Ihre RTX IO Die bereits Ende 2020 angekündigte Suite soll nahezu sofortige Spiellasten, höhere Bildraten, besseres Textur-Streaming und weniger Stottern im Spiel liefern. Das Unternehmen gibt an, dass DirectStorage und RTX IO, entweder einzeln oder (vorzugsweise) zusammen, eine stärkere Komprimierung in Spielen ermöglichen, was zu einer Verringerung der Gesamtgröße des Spiels führen wird.
Natürlich sind all diese innovativen Technologien und fortschrittlichen Funktionen nutzlos, wenn die Spiele selbst nicht darauf ausgelegt sind, sie zu nutzen. Aus diesem Grund erwarten die Spielebranche und Spieler gleichermaßen die Veröffentlichung von Forspoken im Oktober, einem actiongeladenen Rollenspiel, das von Luminous Productions entwickelt und von Square Enix veröffentlicht wurde.
Funktionen und Vorteile von DirectStorage
AMD berichtet, dass DirectStorage die folgenden Funktionen enthält, um die E/A-Leistung eines Spiels zu verbessern:
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- E/A-Batching – maximiert den Durchsatz bei mehreren gleichzeitigen Workloads
- Asynchrone Ausführung – vereinfacht die asynchrone Warteschlangenbildung, den Versand und die Benachrichtigung von E/A-Anfragen und -Übertragungen
- Priorisierung anfordern – Entwickler können Anfragen priorisieren, um ein möglichst reibungsloses Spielerlebnis zu bieten
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Mit der DirectStorage-API gibt es nahezu keine Ladezeiten. Das liegt daran, dass das Spiel nur Texturen laden muss, die für den Startbereich des Spielers relevant sind, und nicht wie zuvor das gesamte „Kapitel“. Weitere Vorteile sind höhere Bildraten, detaillierteres und schnelleres Textur-Streaming und kleinere Spielgrößen.
Darüber hinaus können GPU-Hersteller einen größeren Teil der Kosten für die Herstellung der Grafikkarte in die eigentliche GPU statt in die GDDR (GPU DDR oder RAM) stecken. (Traditionell macht der GDDR-Speicher fast 50% der Komponentenkosten der Grafikkarte aus.) Und anstatt auf nur 16–32 GB GDDR beschränkt zu sein, erhalten Gamer eine SSD mit bis zu 4 TB Kapazität, um alle abgerufenen Grafiken zu speichern gerade rechtzeitig.
Technische Anforderungen und Support für DirectStorage
Ab sofort bietet Windows 11 volle Unterstützung für DirectStorage. Windows 10 bietet teilweise Unterstützung, es ist jedoch zum jetzigen Zeitpunkt unklar, welche Einschränkungen auferlegt werden.
Um die Funktionen von DirectStorage optimal nutzen zu können, benötigen Sie eine NVMe-SSD mit 1 TB oder mehr. Während die Leistungsvorteile bei 2 TB maximal sind, da sie bis zu einem gewissen Punkt von der Anzahl der NAND-Chips abhängen, könnten anspruchsvolle Gamer dennoch von einer 4-TB-SSD allein aufgrund der Speicherkapazität profitieren.
Sie müssen außerdem den Standard-NVMe-Treiber von Microsoft verwenden, da RAID derzeit nicht unterstützt wird, und DirectX 12-Hardwareunterstützung.
Wenn es um Grafikkarten geht, können Sie derzeit zwischen AMDs SmartAccess Storage und Nvidias RTX IO wählen, obwohl es sicher ist, dass andere Hersteller mitmachen werden, sobald DirectStorage beginnt, seine Muskeln spielen zu lassen und Gamer echte Leistungssteigerungen sehen.
Phison liefert SSD-Leistung, die für Spiele optimiert ist
Um Daten von der SSD zu lesen, verwendet die DirectStorage-API parallele E/A. Phisons E18 SSD bietet mit Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 7500 MB/s die höchste Leistung bei dieser Lese-Workload mit hoher Warteschlangentiefe. Die SSDs des Unternehmens dauern Spielanforderungen ernst und kann schwere Gaming-Arbeitslasten wie Installation, Textur-Streaming, Spiele-Patches und Massenlasten bewältigen.
Phison, durch seine Partnerschaft mit AMD, war auch Vorreiter bei der Entwicklung von Technologiepaketen, die DirectStorage zum Standard für Gaming-Speicher von morgen machen werden.
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