Microsoft DirectStorage và tiềm năng của nó cho PC Gaming

Bất cứ khi nào bạn thực hiện bất kỳ tác vụ nào trên PC, dù là chơi game hay các tác vụ năng suất chung, luôn có một yếu tố hạn chế hiện diện trong hệ thống. Yếu tố giới hạn đó chịu trách nhiệm quyết định mức hiệu suất của PC của bạn trong khối lượng công việc cụ thể đó. Những yếu tố hạn chế này thường được gọi là “Nút thắt cổ chai” và chúng không thể tránh khỏi. Trong bất kỳ PC nào tại bất kỳ thời điểm nào, có một số dạng yếu tố hạn chế hoặc nút cổ chai có thể hạn chế hiệu suất tổng thể của PC của bạn. Theo giả thuyết, nếu chúng ta loại bỏ hoàn toàn tất cả các nút thắt khỏi một hệ thống thành công, thì hiệu suất lý thuyết của hệ thống đó sẽ là vô hạn, và điều đó chắc chắn là không thể.

Các nút cổ chai phổ biến nhất ảnh hưởng đến hiệu suất chơi game là card đồ họa và CPU của bạn. Cho đến nay, card đồ họa là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng nghẽn cổ chai trong các trò chơi, với tình trạng tắc nghẽn CPU theo sau nó là nguyên nhân phổ biến. Tắc nghẽn cổ chai không nhất thiết là một điều xấu, nó chỉ cung cấp một hạn chế về mức độ hiệu suất mà PC của bạn có thể tạo ra. Các thành phần phần cứng khác có thể làm tắc nghẽn hiệu suất của hệ thống bao gồm bộ nhớ và các giải pháp làm mát. Có, ngay cả bộ làm mát CPU của bạn cũng có thể gây tắc nghẽn trong một số trường hợp nhất định.

Tất nhiên, những ai đầu tư vào thế giới game PC đều đã quá quen thuộc với tình trạng nghẽn cổ chai của CPU và GPU. Các diễn đàn Internet có đầy rẫy các câu hỏi về tắc nghẽn, và thậm chí bạn có thể thấy mình luôn tự hỏi về tắc nghẽn. Nhưng một loại nút cổ chai hầu như không bao giờ được thảo luận là “nút cổ chai lưu trữ”, có nghĩa là thiết bị lưu trữ của bạn đang hạn chế hiệu suất của PC trong một khối lượng công việc cụ thể. Microsoft DirectStorage là một giải pháp trực tiếp để giảm bớt bất kỳ loại tắc nghẽn lưu trữ nào để trò chơi có thể tiến vào kỷ nguyên hiện thực và tiến bộ công nghệ tiếp theo.

Tắc nghẽn lưu trữ

Mặc dù tắc nghẽn CPU và GPU khá đơn giản để hiểu hầu hết thời gian, nhưng không thể nói điều tương tự đối với tắc nghẽn lưu trữ. Nút cổ chai lưu trữ chỉ đơn giản là nút cổ chai do thiết bị lưu trữ của bạn gây ra, đó là ổ cứng hoặc SSD cụ thể của bạn. Những kiểu tắc nghẽn này là cực kỳ phổ biến trong các trò chơi ngày nay, và có một lý do đơn giản cho điều đó. Kể từ khi ổ cứng là hình thức lưu trữ chính của chúng ta trong nhiều thập kỷ nay, các nhà phát triển trò chơi luôn phát triển trò chơi của họ với ổ cứng. Ngay cả các máy chơi game cũng từng có ổ cứng cơ học chậm cho đến thế hệ máy chơi game PS5 và Xbox Series mới nhất.

Vì ổ cứng cực kỳ chậm ngay cả khi so sánh với SSD SATA nhanh vừa phải, các nhà phát triển đã phải đưa ra các giải pháp để ngăn tốc độ chậm của ổ cứng làm ảnh hưởng đến trải nghiệm chơi game. Điều này dẫn đến sự phát triển của các cấp độ trò chơi với các màn hình tải khác nhau tải tuần tự toàn bộ cảnh trong các khoảng thời gian, thay vì tải chúng một cách nhanh chóng. Trong các trò chơi khá hiện đại như GTA 5 và Red Dead Redemption 2 với thế giới mở rộng lớn, điều này có nghĩa là thời gian tải trên ổ cứng nổi tiếng là lâu, thậm chí kéo dài nhiều phút. Đây là cách giải quyết được sử dụng trong tất cả các trò chơi cũ và hiện đại và đó cũng là lý do tại sao ổ cứng không ảnh hưởng đến hiệu suất chơi game của PC sau khi mức đã được tải hoàn toàn.

Như chúng tôi đã lưu ý trong hướng dẫn toàn diện của chúng tôi để mua SSD, không có sự khác biệt đáng chú ý về hiệu suất của trò chơi giữa ổ cứng và SSD. Ngay cả ổ cứng PCIe Gen 4 cực nhanh cũng không giúp bạn tăng thêm FPS so với ổ cứng cơ học tiêu chuẩn. Điều này là do các nhà phát triển đã không làm cho các trò chơi phụ thuộc vào phương tiện lưu trữ trong khi chúng đang được chơi, để loại bỏ các ổ đĩa lưu trữ như một nút thắt cổ chai tiềm ẩn. Tuy nhiên, ngay sau khi chúng tôi cố gắng tải một trò chơi, câu chuyện sẽ thay đổi khi SSD tải trò chơi nhanh hơn nhiều so với ổ cứng. Điều này có nghĩa là tốc độ và hiệu suất bổ sung của các ổ SSD đắt hơn nhiều sẽ bị bỏ lại khi ở trong trò chơi, đơn giản vì các trò chơi đã được phát triển với ổ cứng. Đây là vấn đề mà Microsoft DirectStorage muốn giải quyết.

Microsoft DirectStorage

DirectStorage API là một tính năng mới đột phá sẽ cho phép các trò chơi thế hệ tiếp theo tận dụng lợi thế của SSD PC cực nhanh để giảm đáng kể thời gian tải trong và giữa các trò chơi. Đây là công nghệ tương tự hiện có, ở dạng hơi thô, trong Xbox Series X. Được đặt tên là Kiến trúc Xbox Velocity, nó là một bộ công nghệ chơi game giúp Xbox Series X tận dụng phần cứng mạnh mẽ đáng kể của nó. một cách hiệu quả để giảm hàng loạt thời gian tải và cải thiện khả năng phản hồi phát trực tuyến của nội dung khi ở trong trò chơi.

Một trong những tính năng phổ biến nhất của PS5 mới và Xbox Series X là thời gian tải cực nhanh của chúng. Điều này là do việc áp dụng các công nghệ tương tự như Microsoft DirectStorage, tận dụng lợi thế của SSD cực nhanh của họ để giảm thời gian tải trong trò chơi một cách ồ ạt. Không chỉ vậy, những công nghệ này cho phép truyền tải nội dung liền mạch trong khi nhảy giữa các cấp độ trong trò chơi, như đã được thể hiện trong bản xem trước của trò chơi Ratchet and Clank mới trên PS5.

DirectStorage API nhằm mục đích đưa công nghệ này vào PC và cuối cùng là dẫn dắt trò chơi sang thế hệ tiếp theo. Mục tiêu của trò chơi thế hệ tiếp theo là khá rõ ràng từ tất cả các tính năng kỹ thuật khác nhau được đưa vào bảng điều khiển mới. Các bảng điều khiển PS5 và Xbox Series có đầy rẫy công nghệ với mục đích duy nhất là giảm thiểu và cuối cùng là loại bỏ việc tải màn hình khỏi trò chơi. API DirectStorage tránh những sai sót của các API lưu trữ cũ hơn bằng cách có thể xử lý các yêu cầu đồng thời hơn nhiều đối với dữ liệu và thông tin từ các trò chơi, dẫn đến việc sử dụng băng thông hiệu quả hơn và do đó tốc độ nhanh hơn. Điều này cho phép các trò chơi trở nên lớn hơn và chi tiết hơn bằng cách sử dụng cùng một phần cứng hiện có.

Cần cho DirectStorage

DirectStorage là công cụ chúng tôi cần để thực sự dẫn dắt trò chơi sang thế hệ tiếp theo. Trò chơi ngày nay có đồ họa tuyệt vời với hình ảnh động mượt mà và lối chơi ấn tượng, nhưng có một vấn đề mà chúng ta vẫn chưa thể giải quyết trong nhiều thập kỷ nay và đó là sự hiện diện của màn hình tải. Khi các trò chơi ngày càng trở nên mở rộng hơn với thế giới mở khổng lồ và hàng trăm, hàng nghìn tài sản, việc tải màn hình ngày càng trở nên dài hơn thay vì đi theo hướng khác. Với thời gian tải ngày càng tăng, chúng tôi thực sự đang đi lùi về mặt này hơn là tiến về phía trước và loại bỏ thời gian tải. Như đã giải thích trước đó, sự hiện diện của thời gian tải lâu và màn hình tải không liên tục là do những trở ngại phát triển cố hữu xuất hiện do việc sử dụng ổ cứng chậm.

Ngay cả với SSD siêu nhanh, chúng tôi không thể loại bỏ hoàn toàn màn hình tải khỏi việc chơi game ngày nay. Các ổ SSD nhanh nhất hiện nay sử dụng công nghệ PCIe Gen 4 và có thể đạt tốc độ tối đa lý thuyết lên đến 7 GB / s, nhưng chúng chỉ mang lại lợi thế vài giây về thời gian tải trò chơi khi so sánh với ổ cứng cũ. Điều này là do các trò chơi ngày nay không được trang bị đầy đủ để tận dụng băng thông khổng lồ và tốc độ nhanh của ổ SSD hiện nay. Vấn đề này là một vấn đề mà Microsoft DirectStorage nhằm mục đích giải quyết trong tương lai.

Yêu cầu

Mặc dù các yêu cầu chính thức thực tế đối với Microsoft DirectStorage không được công bố công khai tính đến thời điểm viết bài, nhưng có một số suy đoán xung quanh vấn đề này. Thứ nhất, Microsoft DirectStorage API sắp ra mắt cùng với Microsoft DirectX 12 Ultimate và điều này có nghĩa là bạn chắc chắn cần phải cài đặt bản dựng mới nhất của Windows 10 khi DirectStorage cuối cùng ra mắt. Đây là một yêu cầu cấp phần mềm có thể khá dễ dàng đối với hầu hết các game thủ.

Yêu cầu thứ hai đối với DirectStorage có thể khó thực hiện hơn một chút. DirectStorage sẽ tận dụng lợi thế của một trong những ổ SSD NVMe và PCIe Gen 4 siêu nhanh đang có mặt trên thị trường hiện nay. Điều này có nghĩa là các ổ SSD SATA chậm hơn và ổ cứng cũ hơn chỉ đơn giản là không có băng thông thô hoặc tốc độ để xử lý lượng dữ liệu cần được truyền khi DirectStorage hoạt động. Để có hiệu suất tối ưu, bạn sẽ cần ổ PCIe Gen 3 NVMe hoặc ổ PCIe Gen 4 thậm chí còn nhanh hơn, cả hai đều có một số tùy chọn nhanh như chớp. Bạn cũng có thể tìm thấy các đề xuất của chúng tôi về 5 ổ SSD PCIe Gen 4 tốt nhất tại đây.

Microsoft đã giải thích sự lựa chọn của họ về giao thức NVMe trong một bài đăng trên blog về DirectStorage:

Ảnh hưởng đến trò chơi

Microsoft DirectStorage có lẽ là bước tiến lớn nhất trong lĩnh vực chơi game kể từ khi RayTracing và DLSS thời gian thực được giới thiệu với dòng RTX của Nvidia. Trên thực tế, nhiều người đam mê tin rằng DirectStorage sẽ sánh ngang với kỹ thuật Siêu lấy mẫu học sâu của Nvidia về mức độ ảnh hưởng mà nó có đối với việc chơi game trong tương lai. DirectStorage sẽ mang lại công nghệ IO tốt nhất cho cả PC và bảng điều khiển giống như những gì DLSS thực hiện với các kỹ thuật kết xuất. Trong tương lai, sẽ tập trung nhiều hơn vào việc loại bỏ bất kỳ màn hình tải nào khỏi trò chơi và hợp lý hóa việc tải nội dung một cách nhanh chóng, thay vì cải thiện độ trung thực của đồ họa bằng lợi nhuận đáng kể.

Một phần lý do của sự chuyển đổi trọng tâm này là do sự cần thiết. Tải màn hình và thời gian tải lâu đã là gót chân Achilles của nhiều trò chơi tuyệt vời ngày nay. Những yếu tố này làm mất đi trải nghiệm chơi game hoàn hảo khác, đơn giản vì chúng không mang lại cảm giác hiện đại với đồ họa và các yếu tố gameplay của trò chơi đang được chơi. Ngày nay, chúng ta có những trò chơi cực kỳ ấn tượng với đồ họa chân thực như Red Dead Redemption 2 và Assassin’s Creed Valhalla, nhưng ngay cả những trò chơi này cũng có thời gian tải rất lớn ngay cả trên PC chơi game cao cấp. Điều này làm giảm yếu tố nhập vai và ngăn trò chơi cảm thấy thực sự là thế hệ tiếp theo.

Phần kết luận

Microsoft DirectStorage API là phản ứng để phát triển kho lưu trữ và bối cảnh IO trong trò chơi PC. API DirectStorage nhằm mục đích cải thiện việc chơi game trên PC trong hai lĩnh vực chính; giảm thời gian tải dài gây khó chịu trong quá khứ và cho phép trò chơi trở nên chi tiết và mở rộng hơn bao giờ hết. DirectStorage là phần mở rộng của Kiến trúc Xbox Velocity của Microsoft có mặt trong các bảng điều khiển Xbox thế hệ hiện tại, cho phép hệ thống tận dụng ổ SSD cực nhanh có trong bảng điều khiển để cắt giảm đáng kể thời gian tải và cải thiện việc phát trực tuyến tài sản khi ở trong trò chơi. Cách triển khai tương tự cũng có trong PlayStation 5 của Sony.

PC Gaming hiện đang bắt kịp các bảng điều khiển về mặt này, nhưng Microsoft đã có câu trả lời. Với sự trợ giúp của máy Windows 10 hiện đại và ổ đĩa NVMe nhanh, API DirectStorage sẽ giúp giảm đáng kể thời gian tải trò chơi đồng thời cải thiện chiến lược phát triển tổng thể của trò chơi trong tương lai. Trong khi các nhà phát triển trò chơi phải giới thiệu các màn hình tải và các chướng ngại vật khác nhau để giải quyết các ổ đĩa chậm hơn trước đây, điều đó sẽ không còn xảy ra với sự ra đời của DirectStorage. Các nhà phát triển trò chơi sẽ không còn phải giới hạn trí tưởng tượng của họ do ổ cứng chậm hơn hoặc ổ SSD SATA cũ hơn, và ngành công nghiệp trò chơi PC sẽ thực sự bước vào kỷ nguyên của trò chơi thế hệ tiếp theo.