Tìm hiểu về công nghệ DirectStorage trong Windows 11

Windows 11 không chỉ là một phiên bản Windows với giao diện được làm mới so với Windows 10. Hệ điều hành mới của Microsoft sẽ mang tới vài chức năng quan trọng để cải thiện hoạt động của máy tính. Một trong số đó là hỗ trợ công nghệ DirectStorage mà những ai chơi game chắc chắn sẽ rất hài lòng.

Trước đây, công nghệ DirectStorage được thiết kế dành cho Xbox Series X. Tuy nhiên, vào năm ngoái, Microsoft đã thông báo rằng họ sẽ đưa công nghệ này sang PC. Trong sự kiện công bố Windows 11, công ty đã cho biết đây là một trong những tính năng tạo nên giá trị của hệ điều hành mới.

DirectStorage là gì?

DirectStorage là một Giao diện lập trình ứng dụng (tiếng Anh Application Programming Interface, viết tắt API) mà các nhà phát triển trò chơi có thể tận dụng. Công nghệ này giúp giải quyết vấn đề tắc nghẽn giao tiếp giữa ổ cứng và card đồ họa.

Khi bạn khởi chạy một trò chơi, trò chơi đó cần dữ liệu như kết cấu, mô hình nhân vật và âm thanh để hiển thị cho bạn trên màn hình. Dữ liệu này được lưu trữ trên ổ cứng. Trò chơi yêu cầu dữ liệu này thông qua các công cụ phần mềm được gọi là Giao diện lập trình ứng dụng (API).

Quy trình tải dữ liệu trò chơi trước đây

Sau khi trò chơi yêu cầu dữ liệu thông qua một API, nó sẽ tìm nạp dữ liệu từ thiết bị lưu trữ (ổ cứng) và đưa vào bộ nhớ RAM hệ thống trước khi chuyển cho GPU để hiển thị lên màn hình. Khi bạn tải xuống một trò chơi, tất cả dữ liệu sẽ được nén để tiết kiệm nhiều dung lượng nhất có thể. Nhưng GPU không thể sử dụng dữ liệu nén. Do đó, dữ liệu đó phải được giải nén.

Vì vậy, một khi dữ liệu nằm trong RAM thì nó sẽ được chuyển đến CPU để giải nén. Sau khi giải nén, dữ liệu mà trò chơi yêu cầu được sao chép vào VRAM của GPU. Cuối cùng, GPU kết xuất dữ liệu này thành đồ họa đẹp mắt mà chúng ta thấy trên màn hình. Phương pháp này có hai nhược điểm lớn.

Đầu tiên, việc giải nén dữ liệu mất rất nhiều thời gian. Điều này không chỉ dẫn đến tăng thời gian tải trò chơi mà còn khiến CPU không khả dụng cho các tác vụ khác. Bởi vì CPU phải giải nén hầu hết thời gian nên nó sẽ không thể theo kịp yêu cầu của GPU, dẫn đến tốc độ khung hình thấp hơn.

Thứ hai, các API lưu trữ hiện tại không tận dụng được hết sức mạnh của các ổ cứng loại mới vì hầu hết chúng được viết cho các ổ cứng cơ học chậm trước đây với khả năng truyền một lượng dữ liệu hạn chế. Do đó, các nhà phát triển sử dụng API cũ phải làm tăng thời gian tải trò chơi để có đủ thời gian cho tất cả nội dung khác được tải lên trước khi bắt đầu.

Công nghệ DirectStorage nhằm mục đích giúp các nhà phát triển giải quyết những vấn đề này thông qua quy trình truyền dữ liệu tốt hơn.

Microsoft DirectStorage hoạt động như thế nào?

Minh hoạ cách công nghệ DirectStorage hoạt động

Microsoft DirectStorage là một tập hợp các API lưu trữ nhằm mục đích khắc phục những hạn chế của các API hiện tại. Khi một nhà phát triển sử dụng các API DirectStorage để yêu cầu dữ liệu từ ổ cứng, quá trình này sẽ diễn ra với hai sự khác biệt chính so với các API cũ.

Đầu tiên, sau khi sao chép dữ liệu vào RAM thì không có quy trình giải nén dữ liệu trên CPU. Dữ liệu sẽ không được sao chép vào CPU và được giải nén. Khi sử dụng các API cũ, dữ liệu nén được gửi trực tiếp đến GPU.

Thứ hai, các API DirectStorage tận dụng tối đa phần cứng SSD NVMe siêu nhanh. Do đó, nó cần một ổ SSD NVMe để hoạt động vì ổ cứng loại này có băng thông cao hơn nhiều lần so với ổ cứng cơ học. DirectStorage sử dụng toàn bộ băng thông của các SSD này (lên tới hàng GB/s) để đọc nhiều dữ liệu cùng một lúc. Điều này không giống như các API cũ hơn đọc dữ liệu chậm (tính theo MB/s).

Công nghệ DirectStorage giúp trải nghiệm chơi game tốt hơn nhiều

Vì vậy, GPU sẽ nhận nhiều dữ liệu nén cùng một lúc và không phải đợi thêm dữ liệu đến trước khi hiển thị cửa sổ trò chơi trên màn hình. DirectStorage mang tới các kỹ thuật giải nén GPU hiện đại. GPU giải nén dữ liệu với tốc độ cao hơn nhiều so với CPU. Chúng cũng có thể duy trì quá trình giải nén tốc độ cao trong một thời gian dài mà CPU bình thường không thể làm được. Đây là điều khiến GPU trở thành ứng cử viên hàng đầu cho tương lai của giải nén dữ liệu.

Giảm tải tác vụ giải nén cho CPU cũng là cách để CPU có thể xử lý thêm các tác vụ khác như âm thanh và cải thiện tốc độ khung hình hiển thị.

DirectStorage cải thiện trò chơi như thế nào?

Vì DirectStorage cung cấp nhiều dữ liệu nhanh chóng cho GPU nên nó có thể cách mạng hóa trải nghiệm chơi game của người dùng. Nếu các nhà phát triển xây dựng trò chơi của họ bằng DirectStorage, trò chơi sẽ có thời gian tải gần như tức thì. Vì vậy, bạn sẽ không phải chờ đợi để chơi trò chơi yêu thích của mình. Ngoài ra, DirectStorage giải phóng CPU để xử lý các tác vụ khác nên nó sẽ cải thiện hơn trải nghiệm chơi game với các khung hình tốt hơn. Đặc biệt hơn nữa, các trò chơi sẽ yêu cầu cấu hình tối thiểu thấp hơn, cho phép các nhà phát triển xây dựng trò chơi với ít rào cản hơn so với trước đây.

Yêu cầu của máy tính để sử dụng được API DirectStorage?

Windows 11 sẽ hỗ trợ các API DirectStorage nhưng Windows 10 thì không​

Vậy máy tính nào hỗ trợ API DirectStorage? Để sử dụng giao diện mới, máy tính cần có ổ SSD theo tiêu chuẩn NVMe và card đồ họa tương thích với DirectX 12 cũng như Shader Model 6 (tức là các model mới hơn GeForce GTX 400 và Radeon HD 7000). Đồng thời, máy tính cũng phải được cài đặt Windows 11 vì các API này sẽ không hoạt động trên Windows 10.