تکنولوژی DirectStorage چیست و چگونه عملکرد را بهبود می دهد؟
دنیای بازی های ویدیویی و نرم افزارهای گرافیکی هر روز پیچیده تر و سنگین تر می شود. زمانی که بازی ها تنها چند مگابایت حجم داشتند، پردازش و بارگذاری داده ها کار سختی نبود. اما امروزه عناوین پرطرفداری مانند Call of Duty، Cyberpunk 2077 یا Red Dead Redemption 2 حجمی بیش از 100 گیگابایت دارند. چنین بازی هایی نیازمند فناوری های نوینی برای مدیریت و انتقال سریع داده ها هستند. یکی از بزرگ ترین مشکلاتی که گیمرها طی سال ها با آن روبه رو بودند، زمان طولانی بارگذاری مراحل و همچنین افت فریم به دلیل محدودیت انتقال داده بوده است. برای حل این مشکل، مایکروسافت فناوری DirectStorage را معرفی کرد؛ ابزاری که می تواند تجربه ی بازی ها را متحول کند. در این مقاله از فروشگاه اینترنتی زیبوکالا به طور جامع بررسی می کنیم که تکنولوژی DirectStorage چیست؟، چگونه کار می کند، چه مزایایی دارد و چرا آینده ی گیمینگ و پردازش داده ها را متحول خواهد کرد.
تاریخچه DirectStorage
DirectStorage اولین بار توسط مایکروسافت در سال 2020 معرفی شد. این فناوری بخشی از DirectX 12 Ultimate محسوب می شود و به طور ویژه برای استفاده در کنسول های Xbox Series X|S طراحی شد. هدف مایکروسافت ساده بود:
- کاهش زمان بارگذاری بازی ها
- افزایش کیفیت بافت ها و جزئیات
- کاهش فشار روی CPU
موفقیت این فناوری در کنسول های Xbox باعث شد مایکروسافت تصمیم بگیرد آن را برای کاربران ویندوز 10 و ویندوز 11 نیز عرضه کند.
جدول مقایسه و کاربرد DirectStorage
موضوع | روش سنتی (قبل از DirectStorage) | با DirectStorage | نتیجه برای کاربر |
---|---|---|---|
مسیر انتقال داده | SSD → CPU → RAM → GPU | SSD → GPU | کوتاه تر شدن مسیر و سرعت بیشتر |
نقش CPU | پردازش و بازکردن داده ها | آزاد از پردازش های سنگین | کاهش فشار و تمرکز روی وظایف اصلی |
زمان بارگذاری بازی ها | طولانی (10 تا 30 ثانیه در بازی های سنگین) | بسیار کوتاه (2 تا 5 ثانیه) | ورود سریع تر به مراحل |
بازی های جهان باز | توقف و افت فریم هنگام جابجایی در نقشه | بارگذاری آنی داده ها بدون توقف | تجربه روان و یکپارچه |
کیفیت بافت ها (Textures) | محدودیت در استفاده از داده های سنگین | امکان استفاده از بافت های باکیفیت تر | گرافیک واقعی تر و با جزئیات بیشتر |
سازگاری با سخت افزار | همه SSD ها (حتی SATA) | فقط SSD NVMe + کارت گرافیک DX12 Ultimate | نیاز به سخت افزار مدرن |
کاربرد در نرم افزار ها | محدود به بازی ها | بازی، مدل سازی سه بعدی، رندرینگ، هوش مصنوعی | افزایش دامنه استفاده |
پلتفرم بهینه | ویندوز 10 (عملکرد محدود تر) | ویندوز 11 (بهترین عملکرد) | آینده نگری در انتخاب سیستم عامل |
چرا DirectStorage معرفی شد؟
سه دلیل اصلی پشت معرفی این فناوری وجود دارد:
- افزایش حجم داده ها: بازی ها و نرم افزار های مدرن دیگر محدود به چند گیگابایت نیستند. بارگذاری بافت ها (Textures)، مدل های سه بعدی و داده های فشرده بدون یک سیستم پیشرفته، بسیار زمان بر خواهد بود.
- گلوگاه CPU: در روش سنتی، داده ها ابتدا از SSD به CPU و سپس از CPU به GPU منتقل می شدند. این فرآیند CPU را تحت فشار شدید قرار می داد.
- استفاده از ظرفیت SSD های NVMe: با ظهور حافظه های NVMe، سرعت انتقال داده ها به چندین گیگابایت در ثانیه رسید. اما برای بهره برداری کامل از این سرعت، یک API جدید لازم بود. DirectStorage دقیقاً برای این هدف ساخته شد.
DirectStorage چگونه کار می کند؟
DirectStorage یک تغییر بنیادین در نحوه ی انتقال داده ها بین SSD و GPU ایجاد کرده است. در روش قدیمی، مسیر انتقال به این شکل بود:
SSD → CPU → RAM → GPU
یعنی ابتدا داده ها از حافظه ی ذخیره سازی به CPU منتقل می شدند، CPU آن ها را پردازش می کرد، سپس داده ها به حافظه ی موقت (RAM) می رفتند و در نهایت GPU می توانست از آن ها استفاده کند.
این فرآیند باعث ایجاد گلوگاه (Bottleneck) در سیستم می شد، چون CPU باید وظایف زیادی انجام می داد و از طرفی داده ها چند مرحله اضافی طی می کردند. اما DirectStorage این مسیر را کوتاه کرده است:
SSD NVMe → GPU
به این معنا که داده ها تقریباً به صورت مستقیم از حافظه به کارت گرافیک ارسال می شوند. در این حالت:
- CPU آزادتر می شود.
- GPU سریع تر به داده ها دسترسی دارد.
- زمان بارگذاری بازی ها و نرم افزار ها به شکل محسوسی کاهش می یابد.
تفاوت روش سنتی و DirectStorage
روش سنتی:
- داده ها ابتدا باید توسط CPU پردازش شوند.
- بارگذاری طولانی تر است.
- CPU درگیر وظایف غیر ضروری می شود.
- GPU مجبور است منتظر بماند تا داده ها آزاد شوند.
روش DirectStorage:
- داده ها بدون واسطه به GPU منتقل می شوند.
- سرعت بارگذاری چندین برابر افزایش پیدا می کند.
- CPU روی وظایف اصلی مانند هوش مصنوعی یا منطق بازی تمرکز می کند.
- GPU می تواند در لحظه داده های مورد نیاز را دریافت کند.
نقش فشرده سازی در DirectStorage
یکی از بخش های کلیدی این فناوری، فشرده سازی داده ها (Compression) است. داده های بازی ها اغلب به صورت فشرده روی SSD ذخیره می شوند. در گذشته CPU این فایل ها را از حالت فشرده خارج می کرد، اما در DirectStorage، این کار مستقیماً توسط GPU انجام می شود.
مزیت این روش:
- سرعت بیشتر در بارگذاری بافت ها و مدل های سه بعدی
- کاهش فشار روی CPU
- امکان استفاده از داده های با کیفیت بالاتر
نتیجه در دنیای واقعی
وقتی یک بازی از DirectStorage پشتیبانی کند، بازیکن به جای مشاهده ی صفحه ی «Loading» طولانی، تنها چند ثانیه انتظار خواهد کشید. همچنین در بازی های جهان باز (Open World) مثل Assassin’s Creed یا GTA VI، هنگام ورود به مناطق جدید، داده ها سریع تر بارگذاری می شوند و دیگر خبری از افت فریم و توقف های ناگهانی نخواهد بود.
مزایای DirectStorage
DirectStorage تنها یک فناوری ساده برای انتقال سریع تر داده ها نیست؛ بلکه انقلابی در معماری پردازش بازی ها و نرم افزار های سنگین محسوب می شود. این تکنولوژی مزایای متعددی دارد که هم گیمرها و هم توسعه دهندگان از آن بهره مند می شوند.
-
زمان بارگذاری بسیار کمتر
یکی از اولین مزایای مشهود DirectStorage، کاهش چشمگیر زمان بارگذاری بازی ها است. به جای آنکه برای ورود به یک مرحله یا محیط بازی ده ها ثانیه منتظر بمانید، تنها در چند ثانیه وارد محیط خواهید شد. این مزیت به خصوص در عناوینی با حجم بالا اهمیت دارد.
-
اجرای روان تر در جهان های باز
بازی های جهان باز مانند Cyberpunk 2077 یا Red Dead Redemption 2 نیازمند بارگذاری مداوم داده ها هستند. DirectStorage باعث می شود این داده ها بدون تأخیر و توقف به GPU برسند. نتیجه این است که بازیکن بدون افت فریم یا توقف ناگهانی، تجربه ای روان و یکپارچه خواهد داشت.
-
کاهش فشار روی CPU
در معماری قدیمی، CPU مسئول انتقال و باز کردن داده ها بود. اما حالا GPU این وظیفه را به عهده دارد. این تغییر باعث می شود CPU بتواند منابع خود را صرف وظایف مهم تری مانند هوش مصنوعی، پردازش فیزیک یا اجرای پس زمینه کند.
-
امکان استفاده از بافت ها و جزئیات باکیفیت تر
وقتی GPU به داده ها سریع تر دسترسی داشته باشد، توسعه دهندگان می توانند از بافت ها (Textures) و مدل های سنگین تر با جزئیات بالاتر استفاده کنند. نتیجه این است که کیفیت بصری بازی ها ارتقا پیدا می کند.
-
بهینه سازی برای سخت افزارهای جدید
DirectStorage به طور ویژه برای SSD های NVMe و کارت های گرافیک مدرن طراحی شده است. این یعنی کاربران با سیستم های جدید می توانند نهایت توان سخت افزار خود را تجربه کنند.
کاربرد های DirectStorage
فناوری DirectStorage تنها برای بازی ها ساخته نشده، بلکه در صنایع مختلف کاربرد دارد:
- صنعت بازی های ویدیویی: بزرگ ترین بهره بردار این تکنولوژی گیمرها و توسعه دهندگان بازی هستند. بازی هایی با جهان های وسیع و گرافیک پیشرفته می توانند از این فناوری برای تجربه ای بی وقفه استفاده کنند.
- مدل سازی سه بعدی: طراحان سه بعدی و انیمیشن ساز ها اغلب با مدل هایی سنگین و پیچیده کار می کنند. DirectStorage به GPU اجازه می دهد این مدل ها را سریع تر بارگذاری کرده و به نمایش درآورد.
- رندرینگ و انیمیشن سازی: در نرم افزارهایی مانند Blender یا Maya، بارگذاری سریع داده ها به معنی صرفه جویی در زمان و افزایش بهره وری است.
- پردازش های علمی و مهندسی: در پروژه هایی مانند شبیه سازی های فیزیکی یا تحلیل داده های عظیم، سرعت انتقال و پردازش داده ها حیاتی است. DirectStorage می تواند در این حوزه نیز عملکرد بهتری ارائه دهد.
- رایانش ابری و استریمینگ بازی ها: با رشد سرویس های ابری مانند Xbox Cloud Gaming و GeForce NOW، سرعت انتقال داده ها اهمیت بیشتری پیدا می کند. DirectStorage می تواند تجربه ی استریمینگ بازی ها را روان تر و با تأخیر کمتر کند.
مقایسه DirectStorage با فناوری های مشابه
مایکروسافت تنها شرکتی نیست که به فکر حل مشکل بارگذاری داده ها افتاده است. شرکت های بزرگ دیگری هم راه حل هایی ارائه داده اند. مهم ترین آن ها RTX IO از انویدیا است.
-
DirectStorage (مایکروسافت)
- بخشی از DirectX 12 Ultimate
- کار می کند روی کارت های گرافیک انویدیا و AMD (سازگار با DirectX 12)
- از فشرده سازی و انتقال مستقیم داده ها از SSD به GPU پشتیبانی می کند
- برای ویندوز 10 و 11 عرضه شده، اما بهترین عملکرد در ویندوز 11 است
-
RTX IO (انویدیا)
- راهکاری اختصاصی انویدیا که بر اساس DirectStorage ساخته شده است
- به صورت ویژه برای کارت های RTX طراحی شده
- وظیفه اصلی: باز کردن داده های فشرده شده مستقیماً روی GPU
- عملکردی مشابه DirectStorage دارد، اما محدود به کارت های گرافیک انویدیا است
نتیجه مقایسه:
DirectStorage عمومی تر و سازگار تر است، در حالی که RTX IO بیشتر برای کاربران کارت های انویدیا طراحی شده. به عبارت ساده، DirectStorage پایه و اساس است و RTX IO نسخه اختصاصی و پیشرفته تر آن برای کاربران انویدیا محسوب می شود.
DirectStorage در ویندوز 10 و ویندوز 11
مایکروسافت اعلام کرده DirectStorage روی ویندوز 10 هم کار می کند، اما ویندوز 11 بهترین بستر برای استفاده از این فناوری است. دلیلش این است که ویندوز 11 با تغییراتی در کرنل و مدیریت داده طراحی شده تا بیشترین بهره وری را از SSD های NVMe و API جدید ببرد.
اجرای DirectStorage در ویندوز 10
- سازگار است
- اما بخشی از بهینه سازی های سطح پایین سیستم عامل وجود ندارد
- سرعت و کارایی آن به اندازه ویندوز 11 نیست
اجرای DirectStorage در ویندوز 11
- بهره برداری کامل از معماری جدید سیستم عامل
- بهترین عملکرد در بارگذاری بازی ها و نرم افزار های گرافیکی
- هماهنگی بیشتر بین GPU و SSD
- آینده نگرانه تر، چون توسعه دهندگان روی ویندوز 11 تمرکز دارند
پس اگر قصد ارتقا سیستم دارید، انتخاب ویندوز 11 برای استفاده کامل از DirectStorage توصیه می شود.
سخت افزار مورد نیاز برای DirectStorage
برای اینکه DirectStorage بیشترین کارایی را داشته باشد، نیاز به سخت افزار مناسب است:
-
کارت گرافیک
- پشتیبانی از DirectX 12 Ultimate
- کارت ای انویدیا سری RTX یا AMD سری RX 6000 به بالا
-
حافظه ذخیره سازی
- SSD از نوع NVMe
- پشتیبانی از PCIe 3.0 یا بهتر PCIe 4.0
-
سیستم عامل
- ویندوز 11 توصیه می شود
- ویندوز 10 هم قابل استفاده است اما محدود تر
تأثیر DirectStorage بر گیمر ها
بزرگ ترین گروهی که از DirectStorage سود می برند، گیمرها هستند. تا قبل از این فناوری، زمان بارگذاری بازی ها (Loading) به یک مشکل همیشگی تبدیل شده بود. مخصوصاً در بازی های پرحجم و جهان باز، ورود به مراحل یا مناطق جدید با تأخیر همراه بود. DirectStorage این مشکل را تقریباً از بین می برد.
تغییر تجربه برای گیمر ها:
- ورود سریع تر به محیط بازی
- کاهش محسوس زمان بارگذاری بین مراحل
- حذف توقف های ناگهانی هنگام حرکت در نقشه
- اجرای روان تر و بدون افت فریم در بازی های سنگین
به عنوان مثال، در یک بازی جهان باز مانند Final Fantasy XV، زمانی که گیمر از یک منطقه وارد منطقه جدید می شود، داده های جدید باید از SSD خوانده شوند. بدون DirectStorage این کار باعث توقف های چند ثانیه ای می شود، اما با DirectStorage، همه چیز روان و یکپارچه اتفاق می افتد.
تأثیر DirectStorage بر توسعه دهندگان
توسعه دهندگان نیز از این فناوری سود می برند، چون دیگر محدودیت های قدیمی در طراحی جهان های بزرگ و پرجزئیات وجود ندارد.
مزایای DirectStorage برای سازندگان بازی:
- آزادی عمل در طراحی بافت های باکیفیت تر
- امکان استفاده از نقشه های بسیار بزرگ بدون نگرانی از کندی
- بهبود عملکرد موتور های بازی سازی مانند Unreal Engine و Unity
- صرف زمان کمتر برای بهینه سازی بارگذاری داده ها
به زبان ساده، DirectStorage دست توسعه دهندگان را بازتر می کند تا بازی های آینده را با کیفیتی فراتر از تصور بسازند.
لپ تاپ های گیمینگ و دسکتاپ ها
تأثیر DirectStorage در لپ تاپ های گیمینگ و سیستم های دسکتاپ کمی متفاوت است.
لپ تاپ های گیمینگ:
- بیشتر لپ تاپ های مدرن دارای SSD NVMe هستند، پس آمادگی استفاده از DirectStorage را دارند.
- به دلیل فضای محدود تر برای خنک سازی، کاهش فشار روی CPU یک مزیت بزرگ محسوب می شود.
- تجربه روان تر در اجرای بازی های سنگین با مصرف انرژی بهینه تر.
دسکتاپ ها:
- دسکتاپ ها معمولاً سخت افزار قوی تری دارند و DirectStorage باعث می شود از تمام ظرفیت سخت افزار استفاده شود.
- ارتقای SSD به NVMe PCIe 4.0 یا PCIe 5.0 در دسکتاپ ها راحت تر است و می تواند حداکثر قدرت DirectStorage را آزاد کند.
تست ها و بنچمارک های واقعی
هنوز بازی های محدودی از DirectStorage پشتیبانی می کنند، اما آزمایش های اولیه نتایج شگفت انگیزی داشته اند:
-
بازی Forspoken (اولین بازی PC با پشتیبانی کامل از DirectStorage)
- زمان بارگذاری روی SSD NVMe با DirectStorage کمتر از 2 ثانیه بود.
- روی همان سیستم بدون DirectStorage، بارگذاری بیش از 10 ثانیه طول کشید.
-
دموهای تکنیکی مایکروسافت
- نشان دادند DirectStorage می تواند سرعت بارگذاری داده ها را تا 3 برابر افزایش دهد.
- CPU تا 40 درصد کمتر درگیر عملیات فشرده سازی و انتقال داده شد.
-
تست روی لپ تاپ گیمینگ با RTX 3060 و SSD NVMe PCIe 4.0
- بارگذاری مرحله از 15 ثانیه به 5 ثانیه کاهش یافت.
- هنگام ورود به مناطق جدید، هیچ افت فریم قابل توجهی مشاهده نشد.
چالش ها و محدودیت های DirectStorage
با وجود تمام مزایای DirectStorage، این فناوری هنوز بدون محدودیت نیست. برخی از مهم ترین چالش ها عبارت اند از:
-
نیاز به سخت افزار مدرن
DirectStorage تنها روی سیستم هایی که مجهز به SSD NVMe و کارت گرافیک پشتیبانی کننده از DirectX 12 Ultimate هستند بهترین عملکرد را دارد. بنابراین کاربران سیستم های قدیمی نمی توانند از تمام قابلیت های آن بهره مند شوند.
-
وابستگی به توسعه دهندگان
این فناوری تنها زمانی اثرگذار خواهد بود که بازی یا نرم افزار به طور خاص برای آن طراحی شده باشد. اگر توسعه دهندگان API را در پروژه های خود پیاده سازی نکنند، کاربر هیچ تفاوتی احساس نخواهد کرد.
-
محدودیت در بازی های قدیمی
بازی هایی که پیش از عرضه DirectStorage ساخته شده اند، معمولاً امکان پشتیبانی از آن را ندارند. در نتیجه، این فناوری بیشتر روی عناوین آینده تأثیر خواهد گذاشت.
-
هزینه ارتقا
برای بسیاری از گیمر ها ارتقا به SSD NVMe PCIe 4.0 یا کارت گرافیک سازگار هزینه بر است. بنابراین ممکن است DirectStorage در کوتاه مدت تنها برای بخشی از جامعه گیمرها در دسترس باشد.
آینده DirectStorage
با وجود محدودیت های فعلی، آینده ی این فناوری بسیار روشن است. انتظار می رود DirectStorage به یک استاندارد صنعتی تبدیل شود و در حوزه های متعددی تحول ایجاد کند.
-
آینده در گیمینگ
- بارگذاری تقریباً آنی (Instant Loading)
- جهان های بازی گسترده تر و واقعی تر
- کاهش یا حذف کامل صفحه های “Loading”
- آزادی عمل بیشتر برای طراحان بازی ها
-
آینده در هوش مصنوعی
DirectStorage تنها محدود به گیمینگ نیست. با رشد مدل های عظیم هوش مصنوعی، انتقال سریع داده بین حافظه و GPU اهمیت بیشتری پیدا می کند. این فناوری می تواند به اجرای روان تر مدل های هوش مصنوعی کمک کند.
-
آینده در رایانش ابری
سرویس های ابری مانند Xbox Cloud Gaming، GeForce NOW یا حتی پلتفرم های رندر ابری، نیازمند سرعت بالا در انتقال داده ها هستند. DirectStorage می تواند در کاهش تأخیر و افزایش کیفیت استریم بازی ها و نرم افزار های سنگین نقش کلیدی ایفا کند.
-
آینده در صنایع غیرگیمینگ
- فیلم سازی و انیمیشن: بارگذاری سریع تر صحنه ها و مدل های سه بعدی
- معماری و طراحی صنعتی: رندر سریع تر پروژه های سنگین
- تحقیقات علمی: پردازش داده های عظیم با کارایی بیشتر
نتیجه گیری
DirectStorage یک گام بزرگ در بهینه سازی ارتباط بین SSD و GPU است. این فناوری با حذف واسطه های غیر ضروری، سرعت بارگذاری داده ها را چندین برابر کرده و فشار روی CPU را کاهش می دهد. نتیجه، تجربه ای روان تر و باکیفیت تر برای گیمر ها و بهره وری بیشتر برای توسعه دهندگان و کاربران حرفه ای است.
هرچند محدودیت هایی مانند نیاز به سخت افزار جدید و وابستگی به توسعه دهندگان وجود دارد، اما آینده ی DirectStorage درخشان است. با رشد بازی های جهان باز، توسعه هوش مصنوعی و گسترش رایانش ابری، این فناوری به یک استاندارد ضروری در صنعت تبدیل خواهد شد.
برای کاربرانی که قصد خرید یا ارتقای سیستم دارند، پیشنهاد می شود پشتیبانی از DirectStorage را در نظر بگیرند. به ویژه اگر به دنبال یک تجربه گیمینگ حرفه ای هستند، سیستم های مجهز به SSD NVMe و کارت گرافیک مدرن، انتخابی هوشمندانه خواهند بود. در فروشگاه هایی مانند زیبوکالا نیز امروزه بسیاری از کاربران هنگام خرید قطعات جدید، این موضوع را یکی از اولویت های خود قرار می دهند.
سوالات متداول
-
DirectStorage چیست؟
DirectStorage یک فناوری مایکروسافت است که انتقال داده ها از SSD به GPU را سریع تر و مستقیم تر انجام می دهد. این کار باعث کاهش فشار روی CPU و افزایش سرعت بارگذاری بازی ها می شود.
-
DirectStorage فقط روی ویندوز 11 کار می کند؟
خیر. DirectStorage روی ویندوز 10 هم قابل استفاده است، اما بهترین عملکرد و بیشترین بهره وری آن روی ویندوز 11 امکان پذیر است.
-
برای استفاده از DirectStorage چه سخت افزاری لازم است؟
برای اجرای کامل DirectStorage نیاز به یک SSD NVMe، کارت گرافیک سازگار با DirectX 12 Ultimate و سیستم عامل ویندوز 11 دارید.
-
چه تفاوتی بین DirectStorage و RTX IO وجود دارد؟
RTX IO نسخه ی اختصاصی انویدیا از DirectStorage است که به طور خاص برای کارت های گرافیک RTX طراحی شده. DirectStorage عمومی تر است و روی کارت های AMD و انویدیا کار می کند.
-
کدام بازی ها از DirectStorage پشتیبانی می کنند؟
اولین بازی که از DirectStorage روی PC پشتیبانی کرد، Forspoken بود. در آینده بسیاری از بازی های جدید نیز این فناوری را به کار خواهند گرفت.
-
آیا DirectStorage روی لپ تاپ های گیمینگ هم کاربرد دارد؟
بله. بیشتر لپ تاپ های گیمینگ مدرن دارای SSD NVMe هستند، بنابراین می توانند از DirectStorage استفاده کنند و زمان بارگذاری را کاهش دهند.
-
DirectStorage فقط برای بازی هاست یا در نرم افزار های دیگر هم استفاده می شود؟
هرچند این فناوری ابتدا برای گیمینگ معرفی شد، اما در زمینه هایی مانند مدل سازی سه بعدی، رندرینگ، انیمیشن سازی و حتی پردازش های علمی و هوش مصنوعی نیز می تواند کاربرد داشته باشد.