برنامه مشترك مايكروسافت و انويديا براي حذف كامل زمان بارگذاري در بازيهاي كامپيوتري
انويديا در رويداد رونمايي محصولات جديد خانوادهي RTX 30، فناوري موسوم به RTX IO را هم معرفي كرد كه ظاهرا تأثير شگرفي بر دنياي بازي خواهد گذاشت. اين فناوري با ادعاي سرعت بسيار چشمگير ذخيره و جابهجايي داده در كامپيوترهاي شخصي معرفي شد كه ظاهرا تأثيري شبيه به فناوري موجود در كنسولهاي نسل بعد خواهد داشت. مايكروسافت درادامه اطلاعات بيشتري از فناوري انقلابي منتشر كرد.
ردمونديها در اطلاعرساني جديدشان، جزئيات فناوري SSD در كارتهاي گرافيكي را توضيح دادند. فناوري مدانديشه متخصصين آنها آنچنان هم پيچيده و عجيب نيست. هر دو محصول ايكس باكس سري ايكس و فناوري RTX IO از API جديد مايكروسافت در DirectX موسوم به DirectStorage بهره ميبرند. مايكروسافت ميگويد فناوري مذكور پس از رونمايي ايكس باكس سري ايكس به كامپيورهاي شخصي ميآيد.
مايكروسافت در اطلاعيهي جديد خود، جزئيات همكاري SSD و GPU را در فناوري آتي توضيح دادند كه موجب افزايش سرعت درخورتوجه در بارگذاري بازيها و حتي حذف زمان بارگذاري ميشود؛ البته درنهايت براي بهرهمندي از فناوري به درايو NVMe سريع نياز خواهيد داشت.
جنسن هوانگ، مديرعامل انويديا، در زمان رونمايي كارتهاي جديد و فناوري RTX IO گفت با استفاده از فناوري جديد، جهانهاي عظيم در بازيها با سرعت بسيار زيادي بارگذاري ميشوند و بسيار سريع ميتوان بازي را از همان محل قبلي ادامه داد. از انديشه متخصصينات او، فناوري جديد نقش مهمي در نسل بعدي بازيهاي ويدئويي ايفا خواهد كرد. همانطوركه ميدانيد، بارگذاري بسيار سريع يا آني در كنسولهاي نسل بعد، يعني ايكسباكس سري ايكس و پلي استيشن ۵، هم جزو قابليتهاي حياتي محسوب ميشود.
فناوريهاي DirectStorage و RTX IO چگونه كار ميكنند؟
هوانگ ميگويد بازيها فرايند مديريت فايلهاي سيستمي در PC را تا نقطهي اوج زير فشار گذاشتهاند و DirectStorage با هدف مديريت اين فشار معرفي شد. قبلا پردازنده مركزي همزمان وظيفهي فراخواني اجزاي بازي را از حافظه ذخيره سازي و فشردهسازي و عبور داده از بخش رم به كارت گرافيك را برعهده داشت. اندرو يونگ، از مايكروسافت، دربارهي دليل پيادهسازي فناوري قبلي و كارسازنبودن آن در دوران درايوهاي فوقسريع PCIe 4.0 NVMe ميگويد:
بازيهاي نسل قبلي ميتوانستند اجزاي بازي را در محدودهي ۵۰ مگابايتبرثانيه جابهجا كنند كه حتي در بلوكهايي با ابعاد كوچكتر ۶۴ كيلوبايتي (اندازهي كاشي بافت) تنها ميتوانست چند صد درخواست IO را در يك ثانيه جابهجا كند. با ورود درايوهاي فوقسريع NVMe با ظرفيتهاي چند گيگابايت در ثانيه، بهرهبرداري از ظرفيت كامل درايوها بهمعني دههاهزار درخواست IO در يك ثانيه است. با درانديشه متخصصينگرفتن درايو ۲/۴ گيگابايتبرثانيهاي ايكسباكس سري ايكس و همان بلوكهاي ۶۴ كيلوبايتي، براي پركردن پهناي باند بايد بيش از ۳۵ هزار درخواست IO در هر ثانيه فرستاده شود.رابطهاي برنامهنويسي (API) كنوني بازي را به مديريت و كنترل هريك از اين درخواستها در يك مرحله ملزم ميكنند. اين يعني در هر مرحله، ابتدا درخواست ثبت ميشود و سپس براي كاملشدن آن منتظر ميماند و درنهايت كاملشدن درخواست را مديريت و كنترل ميكند. فشار اضافي هريك از درخواستها در بازيهاي سنتي و قديمي آنچنان زياد نبود؛ اما در شرايط كنوني و با جابهجايي هزاران درخواست IO، استفاده از روشهاي قبلي مانع از بهرهبرداري بهينه از پهناي باند درايوها NVMe ميشود.
فناوريهاي جديد بهرهبرداري از همهي قابليتهاي NVMe را ممكن ميكنند
در دنياي كنوني بازي، با عنوانهايي با حجم بيش از ۱۰۰ گيگابايت روبهرو هستيم كه بافتهايي با حجم بسيار زياد دارند. همچنين، درايوهاي فوقسريع PCIe 4.0 SSD در بازار موجودند و پيادهسازي ساختار سنتي مبتنيبر CPU در آنها باعث كاهش بهرهوري و بازدهي سيستم ميشود.
رشتههاي پردازندهي مركزي بهدليل ماهيت معماري بايد پيش از انجام هر وظيفه، منتظر پايان وظيفهي قبلي باشند. درمقابل، GPU ميتواند چندين وظيفه را همزمان اجرا كند. DirectStorage از همين مزيت پردازندههاي گرافيكي استفاده ميكند. در ساختار مذكور، درايوهاي فوقسريع NVMe SSD امكان ارسال داده را بهصورت مستقيم به حافظههاي VRAM اختصاصي موجود در كارت گرافيكي دارند. درنتيجه، اين فناوري باعث ميشود تا واحد واسط از فرايند جابهجايي داده خارج و پردازنده براي انجام كارهاي ديگر خالي شود.
يونگ ميگويد DirectStorage ابزارهاي متعددي دراختيار توسعهدهندگان قرار ميدهد تا حداكثر بهرهوري را از حافظه ببرند. او ميگويد فناوري جديد موجب كاهش فشار اضافي هر درخواست روي NVMe ميشود و درخواستهاي همزمان IO را بهصورت مستقيم به GPU ممكن ميكند؛ درنتيجه، توسعهدهندگان كنترل بيشتري روي جزئيات IO دارند.
هوانگ در رونمايي RTX IO گفته بود كه اين فناوري رابط برنامهنويسي مناسب را براي بارگذاري سريع و ايجاد جريان داده بهصورت مستقيم از SSD به GPU ممكن ميكند. همچنين، خارجكردن دادهها از فشردهسازي بدون خسارت به دادهها در داخل GPU رخ ميدهد. هنوز مشخص نيست آيا RTX IO قابليتهاي بيشتري به توسعهدهندگان ميدهد يا ادعاهاي انويديا تنها محتوايي بازاريابي و توضيح همان قابليتهاي DirectStorage بودهاند. انويديا قبلا هم تمركز بازاريابي زيادي روي فناوري رهگيري پرتو و متصلكردن آن به كارتهاي RTX خود كرده بود. رهگيري پرتو حاصل فناوري Direct Raytracing API شركت مايكروسافت بود؛ بههميندليل، اين فناوري در ايكسباكس سري ايكس و كارتها گرافيكي Big Navi شركت AMD مبتنيبر RDNA 2 هم ديده ميشود.
نياز به سرعت فراوان NVMe
مايكروسافت در پست اطلاعرساني خود بهوضوح نشان ميدهد كه براي بهرهبرداري از قابليتهاي DirectStorage به درايو NVMe نياز خواهيد داشت. درايوهاي NVMe مزيتهاي بسيار زيادي درمقايسهبا نسلهاي قبلي دارند؛ ازجمله پهناي باند بسيار بيشتر از درايوهاي مبتنيبر SAT. همچنين، NVMe Queues ميتواند چندين درخواست IO را همزمان مديريت كند كه درمجموع، آنها را به ابزارهايي عالي براي مديريت فشار كاري پردازندهي گرافيكي در بازيهاي مدرن تبديل ميكند.
كاربراني كه قبلا براي خريد درايوهاي NVMe هزينههاي هنگفتي پرداخت كرده بودند، اكنون بهراحتي ميتوانند از قابليتهاي آنها بهرهمند شوند. قبلا تنها مزيت درايوهاي مذكور جابهجايي فايلهاي حجيم در ويرايش ويديوهاي 4K و 8K بود. بازيهاي قديمي در درايوهاي NVMe درمقايسهبا درايوهاي مرسوم ۲/۵ اينچي SAT عملكرد چندان بهتري نداشتند. حتي درايوهاي بسيار حرفهاي PCIe 4.0 مانند Crosair Force MP600 نيز تفاوت چندان زيادي براي متخصص ايجاد نميكردند.
ظاهرا بهمحض اينكه DirectStorage به كامپيوترهاي شخصي بيايد، بهرهبرداري از مزيتهاي بيشمار درايوهاي NVMe را آسانتر ميكند. مايكروسافت ميگويد فناوري جديد در قالب معماري Velocity پاييز امسال با ايكسباكس سري ايكس به گيمرهاي كنسول ارائه ميشود و توسعهدهندگان بازي PC احتمالا در سال ۲۰۲۱ امكان بهرهبرداري از قابليت را خواهند داشت. درنهايت، اگر رؤياي بازيهايي بدون زمان بارگذاري بهحقيقت بپيوندد، منتظر ماندن براي عرضهي فناوري به توسعهدهندگان ارزش خواهد داشت.
هم انديشي ها