Microsoft: DirectStorage ist (noch) nicht der Heilsbringer

Kürzere Ladezeiten in PC-Spielen: Microsofts erste Version von DirectStorage kann aufgrund von Einschränkungen ihr Potential nicht abrufen.

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DirectStorage in Forspoken
DirectStorage in Forspoken (Bild: Luminous Productions)

Von 2,4 auf 1,9 Sekunden auf einer NVMe-SSD und von 4,1 auf 3,4 Sekunden: Eine erste Implementierung von Microsofts DirectStorage für PC-Spiele unter Windows verbessert die Ladezeiten zwar, allerdings sind die Zugewinne überschaubar. Hintergrund ist, dass die I/O-Schnittstelle in der vorliegenden Version noch nicht alle geplanten Funktionen aufweist und folgerichtig Einschränkungen unterliegt.

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Ungeachtet dessen kann DirectStorage die Ladezeiten messbar verkürzen, wie Luminous Productions am Beispiel von Forspoken zeigt, welches im Oktober 2022 erscheinen soll. Interessant ist dabei, dass Microsoft bisher den Fokus stark auf NVMe-SSDs als Ausgangsbasis für DirectStorage gelegt hat, aber auch Sata-Modelle von der I/O-Schnittstelle profitieren.

DirectStorage ist der Nachfolger des Win32-API, wobei die neue Schnittstelle multiple Queues parallel ausführen kann - etwa das wichtige Dekomprimieren der Spieledaten, bevor diese in den System-RAM für den Prozessor oder in den Videospeicher der Grafikkarte geschrieben werden. Aktuell unterstützt DirectStorage jedoch nur CPU- und noch keine GPU-Dekomprimierung, bei vielen Spielen haben Buffer, Meshes und Texturen allerdings klar den größten Anteil.

GPU-Dekomprimierung fehlt noch

Luminous Productions nutzt LZ4HC als Algorithmus, also die High-Compression-Variante. LZ4 hat den Vorteil, sich sehr schnell dekomprimieren zu lassen und war damit die logische Wahl für DirectStorage. Die hohe CPU-Last und das Laden vieler kleiner Daten - trotz Verwendung von mimalloc - begrenzen die zeitlichen Zugewinne durch DirectStorage, weshalb das Studio sich Vorteile von der kommenden GPU-Dekomprimierung verspricht.

  • DirectStorage in Forspoken im Überblick (Bild: Luminous Productions)
  • Verglichen zu Win32 gibt es viele Verbesserungen. (Bild: Luminous Productions)
  • DirectStorage unterstützt eine CPU- und eine GPU-Dekomprimierung ... (Bild: Luminous Productions)
  • ... vorerst ist aber nur Erstere nutzbar. (Bild: Luminous Productions)
  • Das I/O-API kann u.a. multiple Queues nutzen ... (Bild: Luminous Productions)
  • ... und erreicht so höhere Datenraten. (Bild: Luminous Productions)
  • Die Battle-Szene ist komplex ... (Bild: Luminous Productions)
  • ... und zeigt klare Vorteile für DirectStorage. (Bild: Luminous Productions)
  • Die CPU-Last ist hoch. (Bild: Luminous Productions)
  • DirectStorage nutzt LZ4HC. (Bild: Luminous Productions)
DirectStorage in Forspoken im Überblick (Bild: Luminous Productions)
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Bei der Xbox Series X/S hat Microsoft mit der Velocity Architecture eine Kombination aus DirectStorage und proprietärer Hardware-Textur-(De)Kompression namens BCPack sowie für LZ integriert. Sony wiederum setzt bei der Playstation 5 auf dedizierte (De)compression-Engines namens Kraken, um die CPU zu entlasten.

Microsoft wie Sony haben zudem NVMe-SSD in den jeweiligen Konsolen verbaut, damit entsprechend hohe Leseraten für die auszuspielenden Daten gegeben sind. Folgerichtig bietet Microsoft spezielle Speichererweiterungskarten an und Sony legt eine minimale Geschwindigkeit fest, welche für den M.2-Slot zum Aufrüsten einer SSD erforderlich ist.

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