فناوری زیرساخت ذخیره سازی سریع در ایکس باکس سری ایکس به ویندوز می آید

 مایکروسافت در نسل جدید کنسول خود از فناوری ذخیره‌سازی موسوم به Velocity Architecture بهره می‌برد که احتمالا در آینده‌ی کامپیوترهای شخصی هم تأثیر خواهد داشت.

مایکروسافت چندی پیش کنسول بازیایکس‌باکس سری ایکس را معرفی کرد که در نگاهی اولیه به آن می‌توان یک کامپیوتر گیمینگ حرفه‌ای با مشخصات سخت‌افزاری عالی را دید. فناوری‌های نوآورانه‌ای که ردموندی‌ها در کنسول نسل جدید خود به‌کار برده‌اند، نه‌تنها در دنیای گیمینگ، بلکه در کل صنعت فناوری تأثیر خواهد داشت. از هم‌اکنون بسیاری از کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که کامپیوترهای شخصی آینده با بهره‌گیری از فناوری‌های مذکور، دوران تازه‌ای را تجربه خواهند کرد. دراین‌میان ردموندی‌ها نیز تصمیم دارند برخی از فناوری‌های موجود در کنسول جدید را در آینده در کامپیوترهای شخصی هم استفاده کنند که از میان آن‌ها می‌توان به معماری جدید ذخیره‌سازی موسوم به DirectStorage اشاره کرد.

فناوری DirectStorage یک API ویندوز محسوب می‌شود که برای کنترل معماری ذخیره‌سازی ایکس‌باکس به‌نام Velocity Architecture کاربرد دارد. معماری مذکور برای اولین‌بار توسط مایکروسافت استفاده شد و ظرفیت حافظه‌ی مورد نیاز یک بازی را در کنسول ایکس‌باکس سری ایکس کاهش می‌دهد. با استفاده از فناوری، زمان بارگذاری بازی و بخش‌های جانبی آن به حداقل ممکن می‌رسد.

معماری ذخیره‌سازی جدید، بخشی کوچک اما حیاتی از کنسول نسل جدید مایکروسافت محسوب می‌شود. ردموندی‌ها در پست وبلاگی معرفی قابلیت‌های متنوع ایکس‌باکس سری ایکس، با اشاره به معماری و API جدید ذخیره‌سازی، آن را بخشی از خانواده‌ی DirectX نامیدند که پس از معرفی در ایکس‌باکس سری ایکس، به‌مرور به ویندوز هم اضافه خواهد شد.

نحوه کار Velocity Architecture

مایکروسافت قبلا اطلاعاتی از قابلیت‌های سخت‌افزاری ایکس‌باکس سری ایکس منتشر کرده بود. به‌عنوان مثال اکنون می‌دانیم که کنسول جدید ردموندی‌ها از پردازنده‌ی AMD مبتنی بر هسته‌ی Zen 2 استفاده می‌کند و پردازنده‌ی گرافیکی نیز از خانواده‌ی رادئون همان شرکت است. به‌علاوه، پردازنده‌ی گرافیکی ایکس‌باکس جدید از فناوری رهگیری پرتو در سطح سخت‌افزاری پشتیبانی می‌کند. مایکروسافت همچنین تأیید کرده بود که برای ذخیره‌سازی در کنسول جدید از درایو SSD استفاده می‌شود و همچنین فناوری جانبی برای حذف مجازی زمان‌های بارگذاری هم در کنسول به‌کار خواهد رفت. در همان روزهای ابتدایی رونمایی، یک سؤال مهم ذهن کارشناسان و خبرنگاران را به خود مشغول کرده بود. درگاه بزرگ و تعریف نشده‌ای که در پشت کنسول وجود دارد، چه کاربردی خواهد داشت؟

اخبار جدید، پاسخ سؤال بالا را هم ارائه می‌کنند. درگاه بزرگ پشتی ایکس‌باکس سری ایکس، برای اتصال قطعه‌ی سخت‌افزاری ساخت شرکت سیگیت استفاده می‌شود که به افزایش حافظه‌ی کنسول کمک می‌کند. این قطعه، یک درایو NVMe یک ترابایتی قابل حمل است. رابط NVMe که به‌صورت مستقیم به باس PCI Express متصل می‌شود، برای کاهش زمان تأخیر در بازی‌ها و مراحل بارگذاری، کاربرد خواهد داشت. درگاه مذکور، جریان داده با سرعت ۲/۴ گیگابایت‌برثانیه را فراهم می‌کند و درنتیجه می‌توان درایو خارجی را به‌عنوان یک حافظه‌ی مجازی در نظر گرفت. کارت خارجی یک ترابایتی، به فضای ذخیره‌سازی یک ترابایتی داخلی SSD کنسول اضافه می‌شود و درنتیجه کاربردهای ذخیره‌سازی متعددی می‌توان از آن استخراج کرد.

معماری موسوم به ولوسیتی در کنسول جدید مایکروسافت، چهار بخش دارد که دو بخش آن SSD و DirectStorage API هستند. این معماری، شامل یک بلوک سخت‌افزاری مخصوص فشرده‌سازی و همچنین واحدی به‌نام Sampler Feedback Streaming می‌شود. همه‌ی بخش‌ها در کنار یکدیگر، زمان تأخیر را در اجرای بازی‌ها و خصوصا بخش لودینگ کاهش می‌دهند و در زمان بارگذاری بخش‌های ذخیره شده از بازی نیز زمان کمتری منتظر خواهید ماند. مایکروسافت از عبارت Quick Resume برای توضیح بارگذاری سریع بازی‌ها استفاده می‌کند. فناوری مذکور، اجرای سریع بازی از موقعیت ذخیره شده را در انواع بازی‌ها ممکن می‌کند.

اندرو گوسن، عضو تیم فنی ایکس‌باکس سری ایکس در مایکروسافت، درباره‌ی فناوری ذخیره‌سازی سریع و جدید می‌گوید:

پردازنده‌ی مرکزی، نقش مغز و پردازنده‌ی گرافیکی، نقش قلب را در کنسول جدید بازی می‌کند. معماری ولوسیتی هم به‌عنوان روح دستگاه شناخته می‌شود. این معماری تجربه‌ی بسیار سریعی را در کنسول جدید ایجاد می‌کند و یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های ما در محصول است. درواقع فناوری ولوسیتی، جهان‌های عظیمی را که توسط بازی‌ها ساخته می‌شود، متحول می‌کند.

درحال‌حاضر سؤال‌های زیادی پیرامون معماری ولوسیتی وجود دارد. به‌عنوان مثال هنوز نمی‌دانیم که آیا این فناوری به‌صورت فروش مجوز به تولیدکننده‌های دیگر تجهیزات ذخیره‌سازی هم فروخته خواهد شد یا خیر؟ آیا کاربران امکان ترکیب کارت‌های خارجی ذخیره‌سازی را دارند؟ سیگیت چه هزینه‌ای برای کارت‌های ذخیره‌سازی دریافت می‌کند؟ اگر کاربران به‌جای این کارت‌ها، از درایوهای معمولی با اتصال USB استفاده کنند، کارایی و سرعت چه تأثیری می‌بیند؟

شرکت سیگیت پاسخ به سؤال‌های بالا را به مایکروسافت محول کرد. ردموندی‌ها می‌گویند در زمان عرضه تنها کارت‌های سیگیت همراه‌با کنسول فروخته می‌شوند. آن‌ها هیچ اطلاعاتی درباره‌ی قیمت ارائه نکردند و همچنین سؤال‌ها پیرامون امکان ترکیب آن‌ها یا فروش در ظرفیت‌های بالاتر هم بی‌پاسخ ماند. وسترن دیجیتال هم به‌عنوان رقیب بزرگ سیگیت، هیچ اظهارنظری درباره‌ی احتمال تولید کارت‌های مشابه برای کنسول جدید نداشت.

مایکروسافت در بیانیه‌ای پیرامون کارت‌های افزایش ظرفیت کنسول نوشت:

کارت‌های افزایش ظرفیت سیگیت، تنها کارت‌هایی خواهند بود که در زمان عرضه، همراه‌با ایکس‌باکس سری ایکس عرضه می‌شوند. در آینده، جزئیات بیشتری از این تجهیزات منتشر خواهیم کرد.

اطلاعات کنونی تأیید می‌کنند که مایکروسافت، موتور ولوسیتی خود را به‌صورت اختصاصی و هماهنگ با درایوهای NVMe توسعه می‌دهد. در بخشی از بیانیه‌ی شرکت می‌خوانیم:

بازی‌های ایکس‌باکس از نسل قبلی را می‌توان با استفاده از هارد درایوهای خارجی USB 3.2 اجرا کرد. به‌هرحال بازی‌های بهینه‌سازی شده برای ایکس‌باکس سری ایکس برای بهره‌مندی از تمامی مزیت‌های معماری ایکس‌باکس ولوسیتی باید از روی درایو داخلی SSD یا کارت مخصوص افزایش ظرفیت اجرا شوند.

لری هرب از مایکروسافت هم با تأکید بر بخش بالایی بیانیه، در توییتر نوشت که حافظه‌های ذخیره‌سای خارجی با ساختار USB 3.1 به بالا برای اجرای بازی‌های ایکس‌باکس وان و ۳۶۰ روی ایکس‌باکس سری ایکس مناسب هستند. در مجموع اکنون می‌دانیم که قطعه‌ی سخت‌افزاری سیگیت، اجرای سریع بازی‌ها را ممکن می‌کند و بازی‌های اختصاصی ایکس‌باکس سری ایکس مانند یک حافظه‌ی ذخیره‌سازی داخلی از روی آن اجرا می‌شوند.

بهینه‌سازی عملکرد ذخیره‌سازی در کامپیوترهای شخصی

توضیحات بالا نشان داد که مایکروسافت در کنسول جدید خود، فناوری نوآورانه‌ای برای بهبود سرعت ذخیره‌سازی و بارگذاری داده دارد. اکنون این سؤال مطرح می‌شود که فناوری جدید چه سودی برای کامپیوترهای شخصی خواهد داشت؟ اطلاعات کنونی، کلیاتی را از کاربرد فناوری در کامپیوتر ارائه می‌کنند. به‌عنوان مثال، مایکروسافت در توضیح DirectStorage‌ آن را یک سیستم کاملا جدید ورودی و خروجی می‌نامد که به‌صورت اختصاصی برای دنیای بازی طراحی شده است و کل ظرفیت حافظه‌های SSD را به‌کار می‌گیرد. احتمالا با بهره‌مندی از فناوری جدید، بازی‌های بزرگ و خصوصا انواعی همچون Red Dead Redemption 2 با جهان‌های باز، جزئیات گرافیکی صحنه را در پس‌زمینه بارگذاری می‌کنند و کاربر دیگر هیچ زمانی را به‌خاطر بارگذاری صحنه‌ها منتظر نمی‌ماند.

در بخشی از بیانیه‌ی مایکروسافت پیرامون قابلیت‌های ذخیره‌سازی جدید می‌خوانیم:

DirectStorage می‌تواند فشار بر پردازنده به‌خاطر فعالیت‌های متعدد ورودی/خروجی را از چند هسته به بخش کوچکی در یک هسته کاهش دهد. درنتیجه، قدرت پردازنده صرف فعالیت‌های مهم‌تری همچون رندر بهتر فیزیک بازی یا شخصیت‌های غیرقابل بازی (NPC) می‌شود.

سخنگوی مایکروسافت اعتقاد دارد رندر کردن صحنه‌های 4K بازی‌ها در درایوهای SSD به سه هسته‌ی پردازشی Zen 2 در کنار دو هسته‌ی دیگر برای پردازش‌های ورودی/خروجی نیاز دارد. درحالیکه با استفاده از DirectStorage می‌توان فشار پردازشی را به یک‌دهم یک هسته کاهش داد. درنتیجه توان اضافی باقیمانده از پردازنده، در بخش‌های دیگر اشغال می‌شود.

همان‌طور که گفته شد،‌ DirectStorage در همکاری با بخشی دیگر به‌نام Sample Feedback Streaming فعالیت می‌کند که به‌نام SFS هم شناخته می‌شود. آن فناوری هم در ولوسیتی قرار دارد و تعداد بافت‌هایی که باید در لحظه بارگذاری شوند را کاهش می‌دهد. در مجموع، بازدهی افزوده‌ای که به‌خاطر استفاده از فناوری‌های جدید ایجاد می‌شود، دو تا سه‌برابر حافظه‌ی فیزیکی بیشتر و همچنین دو تا سه‌برابر پهنای باند ورودی/خروجی بیشتر را در اختیار کنسول قرار می‌دهد. به‌هرحال شاید بتوان چنین سطحی از بهینه‌سازی را در آینده هم در کامپیوترهای شخصی و بازی‌های مرتبط مشاهده کرد.

سؤال‌های بی‌پاسخ

همان‌طور که دیدید هنوز هیچ پاسخ روشنی برای کاربرد فناوری‌های جدید در کامپیوترهای شخصی وجود ندارد. درواقع هنوز سؤال‌های زیادی هستند که بی‌پاسخ مانده‌اند. به‌عنوان مثال نمی‌دانیم که DirectStorage چه زمانی برای ویندوز عرضه می‌شود. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که در به‌روزرسانی 10H1 یا نسخه‌ی ۲۰۰۴ ویندوز ۱۰، شاهد بهبودهای قابل‌توجهی در رهگیری پرتو DirectX باشیم که در جزئیات بیانیه‌ی مایکروسافت به آن اشاره شده بود. ازطرفی پیش‌بینی می‌شود DirectStorage پیش از عرضه‌ی نهایی ایکس‌باکس سری ایکس به ویندوز بیاید و شاید در به‌روزرسانی 20H2 در پاییز امسال، شاهد عرضه‌ی آن باشیم.

سؤال بعدی این است که آیا درگاه‌های افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی NVMe برای هارد درایوهای کامپیوتر شخصی هم عرضه خواهند شد؟ امروز می‌دانیم که کنسول ایکس‌باکس و کامپیوترهای شخصی در گذر زمان به هم نزدیک شده‌اند. ازطرفی هیچ‌گاه پورت مجزای ورودی/خروجی سریعی علاوه بر تاندربولت یا پورت‌های مخصوص نمایشگر مانند دیسپلی‌پورت در کامپیوترهای شخصی ندیده‌ایم. درایوهای NVMe SSD بیش‌ازپیش درحال تبدیل شدن به استانداردی در کامپیوترهای شخصی و لپ‌تاپ هستند. امروز می‌توان یک درایو یک ترابایتی NVMe SSD وسترن دیجیتال را با قیمت تقریبا مناسب ۱۶۵ دلار خریداری کرد. ازطرفی درایوهای خارجی مانند محصولی که از سیگیت دیده‌ایم، تجهیزاتی کاملا جدید هستند.

مایکروسافت در بیانیه‌ها و اخبار گوناگون، موتور ولوسیتی را آینده‌ی دنیای کنسول بازی می‌داند. ظاهرا می‌توان امیدوار بود که ردموندی‌ها همین فناوری یا بخش‌هایی از آن را در کامپیوترهای شخصی استفاده کنند. باتوجه به وضعیت کنونی شیوع ویروس کرونا و کاهش تقاضا برای ارتقاء از ویندوز ۷ به ویندوز ۱۰ و کاهش فروش تجهیزات کامپیوتری، تولیدکننده‌های صنعت بازی به‌دنبال فناوری انقلابی بعدی هستند. آیا در سال‌های بعد شاهد عرضه‌ی کامپیوترهای شخصی مخصوص بازی با زیربرند Velocity Engine خواهیم بود؟

تمامی سؤال‌های بالا، آینده‌ی دنیای بازی در کامپیوتر شخصی را هدف گرفته‌اند. باتوجه به طراحی انقلابی مایکروسافت در کنسول بازی جدید، شاید بتوان بخشی از آینده‌ی کامپیوترهای شخصی را نیز در آن مشاهده کرد. به‌هرحال تمامی شواهد نشان می‌دهد که کنسول جدید ردموندی‌ها، برنامه‌های ویژه‌ای برای آینده‌ی دنیای بازی و از آن مهم‌تر، دنیای پردازش دارد.