SSDs NVMe fornecem uma série de vantagens por si mesmas em jogos, especialmente graças à enorme largura de banda que possuem, que permite que você obtenha seus dados em velocidades tão altas que você pode alterar completamente o design de níveis nos jogos. Mas os SSDs NVMe são realmente o Santo Graal do desempenho em jogos ou existem limitações?
Drives sólidos prometem aumentar o desempenho em jogos, mas esta afirmação não é totalmente verdadeira e há uma série de elementos no hardware e no software que resultam em limitações dos SSDs.
Limitações SSD para jogos
Fizemos uma compilação dos elementos que irão afetar o desempenho dos SSDs nos jogos, pois embora venham a substituir o disco rígido também têm suas limitações e não são a panacéia que muitos anunciam.
Poucos dados para transmitir do SSD
Se atualizarmos qualquer um dos componentes do nosso PC, veremos um aumento no desempenho, mesmo se instalarmos um SSD veremos uma redução no tempo de transferência em comparação com um disco rígido convencional. Mas faz bom uso do hardware? A realidade é que não.
A grande maioria dos aplicativos executa programas de RAM, já que o disco rígido é muito lento em latência e largura de banda para servir como memória. O mesmo acontece com a memória Flash NAND, mas em uma escala bem menor, por isso também é necessário copiar os dados para a RAM. A diferença? Os SSDs NVMe são dezenas de vezes mais rápidos e podem, portanto, transmitir uma quantidade maior de dados.
É o código do programa que é responsável por gerenciar o envio de dados do disco para a memória RAM, portanto, não importa quão rápida seja a velocidade de transferência entre a unidade de armazenamento e a RAM, se o volume de dados for baixo, nenhuma vantagem será aproveitada. Por exemplo, em jogos que dependiam da transmissão de dados de uma unidade óptica, o SSD não pode evitar a existência mínima de telas de carregamento.
A descompressão de dados não é gratuita
O grande problema dos SSDs, sejam eles SATA ou NVMe, é o fato de o armazenamento ser muito mais caro do que um disco rígido convencional. Portanto, tudo aponta para a implementação de unidades de compressão e descompressão de dados em tempo real. Essas unidades devem ser capazes de descompactar grandes quantidades de gigabytes de dados por segundo em tempo real.
Se você já precisou instalar uma daquelas versões piratas de certos programas peso-pesados da internet, verá que eles costumam vir extremamente compactados e precisam de muita CPU poder para instalar. Levando essa premissa em consideração, pense agora no custo computacional de ter que descomprimir aquela quantidade de dados em um único segundo.
Estamos falando em sacrificar vários núcleos inteiros apenas para essa tarefa e a única maneira que existe no futuro para os SSDs acabarem se equiparando aos HDDs é usar mecanismos de compressão e descompressão em tempo real que permitam aumentar sua capacidade. Esse momento ainda não chegou, mas temos certeza que, como aconteceu nos consoles, futuros CPUs de Intel e AMD irá incorporar essas unidades.
Limitações no SSD por consumo
O terceiro problema tem a ver com o consumo de energia, a interface PCI Express dobra sua velocidade a cada geração, mas para permitir compatibilidade com versões anteriores ela mantém os mesmos pinos. O que isto significa? Bem, ele consome cada vez mais e esse consumo aumenta se aumentarmos a largura de banda.
A maneira mais fácil de fazer isso seria dobrar a largura de banda, mas fazer isso quase quadruplica o que é consumido por bit enviado. Cada vez que um novo padrão PCI Express é inventado, o desafio para os engenheiros não é obter o dobro da largura de banda, mas criar uma interface compatível que mantenha o consumo em determinados níveis.
Como isso afeta os SSDs NVMe? Bem, em laptops de baixo consumo de energia, podemos encontrar interfaces em camadas de largura de banda para reduzir o consumo de energia da transferência de dados NVMe. Assim, uma vez que essas unidades substituam os discos rígidos de uma vida nesses computadores, veremos um desempenho inferior no SSD NVMe desses computadores e, portanto, os jogos que rodam nesses computadores têm limitações de desempenho, apesar de usarem um SSD em comparação com PCs desktop.
Canais de memória SSD como limitações
A quarta das limitações dos SSDs em jogos tem a ver com os canais de memória entre o controlador flash e os chips NVMe. Tal como acontece com a RAM, o número de canais de memória corresponde ao número de componentes do PC que podem acessar os dados no SSD ao mesmo tempo. Portanto, um número baixo de canais de memória significa que uma parte das solicitações de cópia de e para o SSD terá latência adicionada por ter que ficar esperando.
O número de canais em um SSD corresponde ao número de chips NVMe na placa, portanto, um controlador flash de canal baixo nunca terá um desempenho tão bom. Levando em consideração que mais chips significam custos mais altos e que o custo de armazenamento é caro, podemos cair no erro de que um SSD NVMe de certa quantidade de armazenamento tem o mesmo desempenho que outro com a mesma quantidade.
Uma forma de otimizar o acesso é distribuir os dados sequenciais em vários chips de unidades do SSD NVMe, se por exemplo procurarmos a string "1234" então em um SSD de 4 canais cada figura pode ir para um dos chips de memória, para fazer isso. ser capaz de obter todos os dados ao mesmo tempo. O problema com este sistema é que ele estaria alimentando apenas um único cliente e, portanto, causando latência para o resto dos elementos no PC.
A GPU também é um gargalo
Com a chegada do DirectStorage, o GPU torna-se um cliente do disco SSD e, portanto, de seu controlador de flash, o que aumenta o número de solicitações ao controlador de flash. Portanto, se levarmos em consideração o problema dos canais de memória do SSD quando há várias solicitações da CPU, imagine agora se adicionarmos ao GPU, que é a quinta e última das limitações do SSD em jogos.
Muitas das unidades SSD não se destinam a alimentar com o mesmo desempenho sistemas onde a CPU e a GPU fazem solicitações à mesma, apenas a CPU, e mesmo com isso muitos aplicativos continuam funcionando sem problemas com quatro núcleos, alguns deles mesmo com dois núcleos. Quando o número médio de núcleos aumenta e a GPU é adicionada, muitos controladores flash perderão seu desempenho, não por causa da velocidade, mas porque eles não são rápidos o suficiente para enviar e receber dados.
Portanto, será necessário criar controladores flash não mais rápidos em termos de largura de banda, mas com a capacidade de suportar mais canais de memória e ser capaz de lidar com um grande número.
