Windows 11がまもなく登場します。刷新されたデザインに加え、一部の機能は削除される一方で新機能が追加されています。Microsoftの次期OSに搭載される技術の一つがDirectStorageで、次世代SSDストレージの超高速読み込みを実現します。この技術について、リリース前に知っておくべきことをすべてご紹介します。
DirectStorage について聞いたことがあるなら、それはすでに Xbox Series X と Xbox Series S に統合されているからです。Xbox Velocity Architecture システムの一部である DirectStorage は、Windows 11 と同じようにゲーム コンソールでも機能します。その機能 (DirectStorage が存在する主な理由) は、ストレージからのデータの読み取りと書き込みをより高速にすることです。
これは主にゲーム技術であり、ゲームの規模がますます大きくなることへの対応として開発されました。広大なオープンワールドと非常に精細なテクスチャは、可能な限り高速にメモリにロードする必要があり、従来のアプローチは急速に限界に達しつつあります（ロード時間の長さやカットシーンの長大化からもそれがわかるでしょう）。
技術的には、DirectStorageはDirectX 12仕様の一部であり、様々なメディアプロトコルをカバーしています。これはAPI（アプリケーションプログラミングインターフェース）であり、開発者が利用可能なハードウェアに特定の方法でアクセスするためのツールです。この場合、その特定の方法とは、ゲームプレイ中やシーン間のディスクアクセスを改善し、読み込み時間を短縮することです。
DirectStorageは、PC向けの最新ストレージであるNVMe SSD（Non-Volatile Memory Express Solid-State Drive）に特化しています。NVMe SSDの詳細を説明するには、別のガイドが必要になりますが、NVMeはコンピューターの永続ストレージとシステムの他の部分との間の通信を高速化するとだけ述べれば十分でしょう。
DirectStorageは、その高速化を最大限に活用できるように設計されており、コンピュータ内のドライブ間でデータを転送する際に将来的に発生する可能性のあるボトルネックを解消します。つまり、NVMe SSDに十分な余裕を与え、その最大限の性能を最大限に発揮できるようにします。
DirectStorage API はパフォーマンスを向上させる複数の方法を備えています。その一つは、入出力リクエストをバッチ処理でまとめることができることです。これにより、オーバーヘッドが削減され、処理効率が向上します。GPU もますます高性能化しているため、DirectStorage を利用することで、グラフィックカードはローカルストレージからアセットを読み込む際に速度低下や待機が発生することがありません。
同時に処理できるリクエストの数は重要です。開発者はゲームを可能な限り小さなコードチャンクに分割し、ゲーム世界の必要な部分だけを一度に提供することが多いためです。これはシステムリソースの節約には役立ちますが、ディスクへのアクセス回数は大幅に増加します。DirectStorageはその余分な処理を担います。
DirectStorage のもう 1 つの利点は、ゲーム アセットのロード時に CPU の関与を減らすことができることです。ゲーム アセットは NVMe ドライブから直接取得できるため、パフォーマンスが向上し、CPU が他の必要な処理を実行できる時間が増えます。
DirectStorageの名前の由来はここにあります。GPUがNVMe SSDに直接アクセスし、CPUをプロセスから切り離すことができるからです。APIがここで特に役立つのは、NVMe SSDからファイルを取得する際にCPUを介さずに解凍することです。これにより、現在使用されている従来のストレージ技術よりも大きなメリットが得られます。
「このようにして、開発者はこれまでよりも桁違いに多くの IO リクエストを送信/処理する極めて効率的な方法を手に入れ、最終的にはゲーム開始までの待ち時間を最小限に抑え、ゲーム キャラクターが移動できるのと同じ速さで読み込まれる、より大規模で詳細な仮想世界を実現できるようになります」と Microsoft の Andrew Yeung 氏は書いています。
新しいAPIによって開発者のコントロールが強化された点は特筆に値します。DirectStorageは柔軟性が高く、ゲーム開発者が様々な用途で活用できるため、追加されたハードウェアとソフトウェアの機能は、ある程度、各タイトルに固有の方法で活用されます。特定のゲームに不要な処理ステップは省略できます。
また、DirectStorage が Windows 10 でも利用可能になることも判明しましたが、Microsoft によれば、Windows 11 ではストレージ スタックの最適化が改善されているため、API は新しいオペレーティング システムで最適に動作し、古いシステムからのレガシーな考慮事項を気にする必要が少なくなるとのことです。
自宅のパソコンでDirectStorageを使用するには、Windows 11（またはWindows 10）、新しいタイプのNVMe SSD、互換性のあるGPU、そしてストレージAPIを活用するようにコーディングされたゲームが必要です。今後、より多くのパソコンとゲームがこの要件を満たすようになるでしょう。
互換性のあるGPUとは、NvidiaのRTX 2000またはRTX 3000モデル、またはAMDのRDNA 2 GPUを指します。DirectStorageを活用するようにコーディングされたゲームは、DirectStorageの要件を満たさないハードウェアでも動作しますが、APIがサポートするあらゆる方法で読み込み時間を最適化することはできません。
これらの API の実装と詳細はすぐに非常に技術的になる可能性がありますが、近い将来に DirectStorage 対応のゲーム用 PC を使用できるようになった場合、新しいテクノロジを活用するように更新されたゲームは読み込みが大幅に高速化し、実行が大幅にスムーズになることを知っておくだけで十分です。
