آشنایی با DirectStorage در ویندوز 11 و ایکس باکس

دایرکت استوریج (DirectStorage) یکی از ویژگی‌های DirectX 12 است که در کنسول‌های ایکس باکس سری یافت می‌شود که با استفاده از قدرت پردازش موازی عظیم پردازنده‌های گرافیکی امروزی، عملکرد حافظه‌های SSD را تسریع می‌کند. وقتی DirectStorage فعال است، صفحه‌های بارگذاری بازی‌های ویدیویی کاملاً حذف می‌شوند.

فشرده سازی SSDها را سریعتر می کند

SSDهای مدرن با استفاده از آخرین رابط ها می توانند گیگابایت داده در ثانیه بخوانند. به عنوان مثال، SSD در پلی استیشن 5 دارای سرعت خواندن 5.5 گیگابایت بر ثانیه است. اکنون می توانید SSDهایی را برای رایانه خود خریداری کنید که می تواند به 7 گیگابایت در ثانیه برسد، با این فرض که آخرین رابط SSD را روی مادربرد خود برای پشتیبانی از این سرعت انتقال داده سریع دارید.

این سرعت ها شگفت انگیز هستند، اما پلی استیشن 5 می تواند به سرعت انتقال در دنیای واقعی بسیار سریعتر از آن دست یابد. به اندازه 9 گیگابایت در ثانیه! این به لطف فشرده سازی امکان پذیر است. فشرده سازی روشی برای ذخیره سازی داده ها به شکل رمزگذاری شده است به طوری که فضای کمتری را در درایو اشغال می کند. به عبارت دیگر، اگرچه پلی استیشن 5 هنوز تنها 5.5 گیگابایت از اطلاعات فیزیکی را در هر ثانیه از درایو جابجا می کند، زمانی که این داده ها از حالت فشرده خارج شوند، در واقع 9 گیگابایت حجم خواهند داشت.

این شگفت انگیز به نظر می رسد، اما چیزی به نام ناهار رایگان وجود ندارد! فشرده سازی داده ها به توان محاسباتی نیاز دارد تا بتوان از آن توسط یک بازی ویدیویی یا برنامه در رم رایانه استفاده کرد. CPUها (واحد پردازش مرکزی) می توانند این کار را انجام دهند، اما مقدار قابل توجهی از ظرفیت آنها را می گیرد. این پتانسیل کاهش سرعت سیستم را دارد زیرا سایر برنامه ها برای آن منابع محدود رقابت می کنند.

یک راه حل، همانطور که در مورد پلی استیشن 5 وجود دارد، استفاده از یک پردازنده اختصاصی فقط برای فشرده سازی داده ها است، اما این گزینه در حال حاضر برای رایانه های شخصی نیست. از سوی دیگر، GPUها (واحدهای پردازش گرافیکی) در انجام سریع نوع پردازش مورد نیاز برای فشرده سازی سریع داده ها عالی هستند. این یک واقعیت کلیدی است که باید در مورد DirectStorage به خاطر بسپارید، زیرا این مؤلفه ای است که در رایانه های شخصی بازی وجود دارد که API (رابط برنامه نویسی برنامه) برای دستیابی به فشرده سازی بلادرنگ از آن استفاده می کند.

نحوه عملکرد DirectStorage

DirectStorage API وظیفه رفع فشرده سازی داده ها را از CPU به GPU تغییر می دهد. این یک ایده عالی است زیرا اکثر محتوای های فشرده بازی های ویدیویی به هر حال برای رندر به GPU می روند.

با دور زدن CPU، آن دارایی ها به محض فشرده شدن در همان جایی هستند که باید باشند. نیازی نیست ابتدا منتظر بمانید تا CPU نسبتا کند کار فشرده سازی خود را تمام کند. این روش جدید انتقال داده‌های فشرده شده، CPU را به عنوان یک گلوگاه حذف می‌کند و به SSD و GPU اجازه می‌دهد هر دو با حداکثر پتانسیل خود کار کنند.

چرا ما به DirectStorage نیاز داریم؟

با توجه به توضیح موجود در وبلاگ توسعه دهندگان مایکروسافت، تغییرات در نحوه درخواست داده‌ها از بازی‌های ویدیویی، محرک بزرگ فناوری‌هایی مانند DirectStorage است. بازی‌ها به‌جای درخواست داده در تکه‌های بزرگ، دائماً در قطعات کوچک داده در تکه‌های مورد نیاز جریان می‌یابند و تعداد زیادی درخواست IO ایجاد می‌کنند.

APIهای ذخیره‌سازی که قبل از DirectStorage ارائه شده‌اند برای رسیدگی به این نوع الگوی درخواست داده طراحی نشده‌اند و حتی وقتی به یک SSD سریع دسترسی دارند، نمی‌توانند موارد را برای استفاده کامل از این فناوری افزایش دهند. DirectStorage برای کاهش هزینه های اضافی از حجم عظیم درخواست های داده و حفظ کل خط گلوگاه داده ها از دیسک، فشرده سازی، تا رندر کردن بازی بر روی صفحه نمایش شما تا حد امکان کارآمد طراحی شده است.

الزامات DirectStorage

DirectStorage برای کارکردن آن هم نیازمندی های سخت افزاری و هم نرم افزاری دارد. کاربران کامپیوتر که ویندوز 11 دارند باید از درایو NVMe استفاده کنند. اگر می خواهید یک لقمه واقعی داشته باشید، این مختصر برای NVM Express یا Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification است. این استاندارد ارتباطی است که توسط SSDها در رایانه ها و کنسول های مدرن استفاده می شود. این رابط پرسرعت همان چیزی است که به SSDها اجازه می دهد تا به سرعت چند گیگابایت بر ثانیه دست یابند.

در سمت GPU معادله، شما به یک پردازنده گرافیکی DirectX 12 نیاز دارید که Shader Model 6.0 را پشتیبانی کند. در عمل، این به معنای GPU های AMD است که از پردازنده های گرافیکی RDNA 2 یا بهتر و کارت های RTX 2000 یا بهتر از انویدیا استفاده می کنند. در کنسول‌های ایکس باکس سری ایکس و اس، DirectStorage بخشی از کلیت معماری Velocity است و سخت‌افزار موجود در کنسول‌ها به‌طور خاص برای استفاده از DirectStorage طراحی شده‌اند، اگرچه بازی‌های سازگار با گذشته سودی ندارند. به همین دلیل است که می توانید بازی های ایکس باکس وان، ایکس باکس 360 و اصلی ایکس باکس را از درایوهای USB بازی کنید در حالی که بازی های سری باید از یک SSD رسمی ایکس باکس اجرا شوند.

نحوه روشن کردن DirectStorage

نه کاربران ایکس باکس و نه کاربران ویندوز 11 مجبور نیستند به صراحت DirectStorage را روشن کنند تا کار کند. تا زمانی که سخت افزار مناسب و یک بازی DirectX 12 داشته باشید که برای استفاده از سرعت ذخیره سازی این ویژگی طراحی شده، از سرعت افزایش یافته بهره مند خواهید شد. اگر رایانه شما الزامات DirectStorage را برآورده نمی کند، به این معنی نیست که بازی ها کار نمی کنند. شما فقط زمان بارگذاری طولانی تری را تجربه خواهید کرد و شاید دارایی های بازشوی بیشتری را تجربه کنید. با این حال، در آینده، بازی‌های جدید ممکن است به DirectStorage نیاز داشته باشند، اگرچه ما انتظار داریم که در آن مرحله اکثر سیستم‌های بازی قادر به استفاده از این ویژگی باشند.