Streaming SSD, hur det fungerar och vilka fördelar det ger i videospel.

Strömmande SSD

Med ankomsten av SSD som en standard- och standarddel i nästa generations konsoler , PlayStation och xbox Serie X, tillsammans med utseendet på RTXIO teknik i NVIDIA RTX, det är tydligt att SSD kommer att sluta ersätta hårddisken som är konventionell för lagring, särskilt för spel där dessa kommer att dra nytta av förbättringarna med att använda SSD.

Hårddiskar eller bättre känd som dess akronym på engelska: SSD , är en av de viktigaste delarna av hårdvara för spel de kommande åren och inte bara för att påskynda laddningstiderna, utan också för kontinuerlig åtkomst till data från skivan av själva spelet. Men vad översätter dessa förbättringar till? Hur gagnar SSD data streaming ?

Speldatastreaming från disk

GTA-landskap

Det finns två sätt att designa ett spel i termer av nivåarkitektur

  • Det första är att göra det genom nivåer där vi delar upp spelet i avgränsade områden som inte kommuniceras med varandra, spelaren har ett mål att när det är uppfyllt öppnas nästa område.
  • Den andra är en öppen värld helt sammankopplad med varandra, det finns inga splittringar och vi kan ha en kontinuerlig övergång över hela världen.

Den andra typen har inte inträffat förr på grund av det faktum att trots att det på estetisk nivå kan tyckas att det finns kontinuitet finns det alltid fällor för att dölja att nivåerna laddas. Dessa kan vara en film, en mycket stor hall, en hiss och till och med en actionscene på en mycket liten skärm medan resten av scenen laddas i bakrummet.

Med SSD är inte alla data i minnet nödvändiga för streaming

Men om överföringshastigheten är tillräckligt hög kan vi undvika dessa fallgropar helt och göra den andra typen av scenarier helt möjliga och det är här användningen av fasta enheter som ersättning för hårddiskar kommer in.

Tricket är att när spelaren närmar sig ett icke-laddat område för att använda spelets interna telemetri så att scenariot där vi går laddar bortom horisonten. Om detta görs bra kommer den virtuella världen att flytta sina gränser beroende på spelarens position i den och om det görs tillräckligt, kommer laddningstiderna att kunna dispenseras utan att behöva dumpa all data från nivån till RAM.

Men för att förstå vad fördelen är måste vi först förstå vad som är de traditionella hårddiskernas handikapp och fördelarna med att använda en solid disk.

Hårddisken och dess nackdelar för datastreaming

Hard Drive

En hårddisk ska vara ett roterande cirkulärt lagringsmedium, som är organiserat i en serie koncentriska cirklar som kallas "spår", där varje spår har en serie "sektorer" vars standardstorlek vanligtvis är 512 byte. Beroende på vilket filsystem som används av operativsystemet, är spåren organiserade i grupper av olika idems som kallas kluster, vilket motsvarar den minsta storlek som en fil har på det systemet för filsystemet som används av operativsystemet, storleken på en filen kan aldrig vara mindre än för ett kluster.

Pistor Disco Duro

Problemet med hårddiskar är att beroende på vilket spår data ligger i, vilken hastighet du vill komma åt, varierar åtkomsthastigheten. För de yttersta spåren är dataåtkomsthastigheten snabbare och det blir långsammare för spåren som är längre inuti på grund av att huvudet måste byta spår, så hårddiskens datatillträde beror alltid på var är.

Detta är ett stort problem för streaming, eftersom de data vi behöver på kort sikt i spelet finns på en av skivans interna spår, vilket kan leda till att scenen inte byggs tillräckligt snabbt och tvingar scener. av övergången.

Men det är inte det enda existerande problemet, det andra problemet är att vi behöver använda en adresstabell, en fil som finns i RAM och / eller på hårddisken själv som kontinuerligt måste konsulteras av CPU att veta var data är. . Detta kopplar hårddisken till ett filsystem relaterat till operativsystemet och förhindrar att någon processor utan en MMU som är så komplex som en CPU kommer åt hårddisken.

Alla dessa handikapp innebär att hårddiskar inte är det bästa lagringsmediet att strömma data från.

Tillgång till SSD och dess fördelar för datastreaming

SSD

SSD-skivor använder icke-flyktigt RAM (NVRAM) eller bättre känt som flashminne, det mest kända och mest använda är NAND-typen.

Allt detta innebär att MMU kan komma åt SSD som om det vore RAM-minne och behandla det som en förlängning av det för adressering, vilket gör det möjligt att helt avstå från ett filsystem. Detta är också det som tillåter a GPU som har en mycket enklare enhet än en GPU för att ha tillgång till SSD eftersom den inte behöver köra ett operativsystem, det senare gör det möjligt att utöka lagringskapaciteten för grafiken.

Exempelvis är en av de saker som ökar effektiviteten med virtuell strukturering, det vill säga att vi bara har i minnet de strukturer som är nödvändiga för ramen och inte hela minneskartan. Med hårddisken måste vi ta med hela minnessidor men med en SSD kan vi välja vilken data och i vilken volym vi vill kopiera från själva den fasta hårddisken till RAM.

SSD-minnet är NVRAM men systemet kommer inte åt som om det vore RAM-minne

Svaret är nej, faktiskt på fysisk nivå finns det ingen direkt adressering med SSD men när vi pratar om enhetlig adressering menar vi hur MMU ser systemminnet från samma virtuella adressering.

Jerarquía Memoria

När en uppsättning minnessidor med den virtuella adressen inte är tillgänglig i RAM, skickar MMU en begäran till IOMMU och detta till SSD-styrenheten. Vad SSD-styrenheten ska göra är att översätta minnesadressen som har kommit till en fysisk adress på SSD där den data som vi vill få eller ändra finns.

Process SSD

Problemet är att denna datasökprocess är mycket tråkig och långsam och vad som görs är att dra nytta av den enorma bandbredden i PCIe-gränssnittet för att kopiera stora datamängder från SSD till ett RAM-utrymme som används som ett slags diskcache. Det är just PCIe-gränssnittets hastighet som eliminerar dessa övergångar i speldesign.

Det är möjligt att om några år, åtminstone i vissa spel, kommer termen nivå att försvinna helt och allt kommer att vara tack vare vad vi just har förklarat för dig