NVMe et DirectStorage - Deux gardiens sur le terrain de jeu

Comme mentionné dans l'article sur la version preview de Windows 11 publiée par Microsoft le 24 juin 2021, la technologie DirectStorage sera utilisée dans le jeu pour raccourcir le temps de chargement. Quel est le rôle de NVMe dans le jeu ? Que savez-vous de DirectStorage ? Cet article vous dévoilera quelques notions de base.

NVMe résout le problème de l'espace de jeu restreint

Microsoft estime que la quantité de données à traiter par les jeux de la prochaine génération sera très importante, ce qui entraînera deux contradictions. La première est le manque d'espace mémoire, et la seconde est le manque d'espace sur le disque dur. Afin de résoudre ce problème, Microsoft espère changer le mode de gestion des données du moteur de jeu. Dans le passé, tous les contenus étaient chargés en une seule fois dans la mémoire, mais aujourd'hui, ce mode est modifié pour ne charger que les contenus nécessaires. Cette méthode de lecture atténue dans une certaine mesure le problème de la tension de l'espace. Cependant, cette lecture fragmentaire va également entraîner de nouveaux problèmes. Le débit de lecture et d'écriture aléatoire a considérablement augmenté, et la demande de latence de lecture sera également élevée. À ce moment-là, la capacité de travail du disque dur mécanique sera très éprouvée. Le rôle des lecteurs à semi-conducteurs NVMe se reflétera également pleinement.

(Image credit : Internet) Comme nous le savons tous, la vitesse maximale de lecture et d'écriture d'un disque dur mécanique (HDD) est d'environ 200MB/s. Les disques à l'état solide (SSD) ont des vitesses de lecture et d'écriture plus rapides que les disques durs mécaniques (HDD). Actuellement, la plupart des machines utilisent la norme de bus SATA, et le transfert maximal réel est d'environ 600MB/s. La vitesse de transmission réelle des SSD prenant en charge le bus PCIe et le protocole NVMe dépassera 3000MB/s.

Qu'est-ce que NvMe

NVMe est l'abréviation de NVM Express. En termes simples, il s'agit d'un protocole d'interface standard développé pour PCIe, RDMA, TCP, etc. Il s'agit de la norme industrielle pour les lecteurs à semi-conducteurs. Il supprime diverses restrictions imposées par l'ancienne norme aux SSD, prend en charge tous les systèmes d'exploitation courants et présente une bonne évolutivité. En outre, sa faible latence, sa faible consommation d'énergie, ses hautes performances et d'autres avantages le rendent de plus en plus populaire dans le domaine du jeu.

L'API DirectStorage réduit le temps de chargement des jeux

Qu'est-ce que DirectStorage

DirectStorage est appelé technologie de stockage direct/technologie de stockage ultra-rapide. Il s'agit d'une API introduite par Microsoft pour Windows 10 en septembre 2020.

Comment fonctionne l'API DirectStorage

Nous savons tous que les paquets de données des jeux en général sont relativement volumineux. Les API existantes doivent passer par des procédures telles que "Soumettre la requête, attendre qu'elle se termine, puis traiter son achèvement" lorsqu'elles gèrent les besoins d'accès. Bien que la perte de performance de chaque accès ne soit pas très importante, lorsque le débit devient assez important, c'est aussi un gros test pour le lecteur à semi-conducteurs NVMe haute performance. Pour améliorer cette situation, il est nécessaire de compresser d'abord les fichiers requis pour le jeu afin de réduire le débit global, tandis que la décompression augmentera la charge de calcul du processeur ou de la carte graphique. Cela signifie également un chargement fréquent des données, et un chargement fréquent des données entraînera une charge importante pour le processeur.

(Crédit image : Microsoft, WD) Pour résoudre ce problème, la méthode de Microsoft consiste à contourner le CPU. Le CPU peut échanger directement des données avec le disque dur. C'est également l'origine du terme "Direct" dans l'API DirectStorage. Laissez le shader de calcul du CPU accéder directement au SSD NVMe, et traiter directement la décompression du jeu. Tout en améliorant la vitesse de chargement du jeu et en réduisant le délai, cela augmente efficacement l'utilisation du CPU et économise les ressources du CPU. Les avantages de l'introduction de l'API DirectStorage dans le domaine du jeu : raccourcir le temps de chargement des pages pour les joueurs, même sans temps de chargement à l'avenir. Même un jeu volumineux peut éliminer l'interface de chargement et démarrer en quelques secondes. Il convient de noter que la prise en charge matérielle est nécessaire pour expérimenter DirectStorage : Produits graphiques Direct X 12 Ultimate (y compris les séries NVIDIA RTX30 et AMD RX6000)

Conclusion :

Le protocole d'interface standard NVMe fournit suffisamment d'espace pour l'exécution du jeu ; la technologie API DirectStorage raccourcit considérablement le temps de chargement du jeu. En d'autres termes, elle améliore la vitesse d'exécution du jeu. La combinaison de ces deux technologies offre un support fiable aux joueurs pour qu'ils puissent profiter du merveilleux monde des jeux. [Références] Présentation de Windows 11 DirectStorage arrive sur PC