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技术编程|微软下放XSX直通存储技术，突破PC的IO性能瓶颈

此前读者如果了解过 Xbox Series X 的高速架构细节的话 ， 那么应该对“直通存储”这个新技术多少有些印象 。该技术简而言之就是革新 PC 沿用了数十年的 IO （输入输出）协议 ， 加速数据流通 ， 并为开发者提供底层控制 。
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今日微软宣布“直通存储”技术将作为 DirectX 图形标准的 API 登陆 Windows 平台 。它支持所有具有 NVMe 固态盘的 PC 硬件系统；若是硬件不支持那么对现有系统和游戏也没有影响 。“直通存储”只支持 NVMe 标准的硬盘 ， 原因牵扯到 NVMe 标准本身的技术特点 ， 便不在本文展开了 。
游戏作为一种占用空间极大的应用程序 ， 它在数据加载方面做了相当多的技术探索和进化 。现代游戏的数据加载采取的优化方式是将大数据切割成小数据 ， 只选择载入所需的部分数据 。这种做法无疑更加灵活高效 ， 但也会产生更多的 IO 请求 。
传统机械硬盘 50MB/s 的速度 ， 即便数据块大小只有 64K ， 每秒的 IO 请求也不过几百条 。到了 NVMe 时代 ， 要充分利用每秒数 GB 的传输速度 ， 就需要每秒钟生成上万条 IO 请求 。举个例子 ， Xbox Series X 硬盘速度为 2.4GB/s ， 若是块大小为 64K ， 那么每秒要有超过 35000 条 IO 请求才能把这个带宽吃满 。
【技术编程|微软下放XSX直通存储技术，突破PC的IO性能瓶颈】如今 PC 使用了数十年的存储 API 并没有对这种大量 IO 请求做优化 。应用程序每一次面对请求时都是先提交 ， 等待完成 ， 然后再结束 。每条请求的开销不算高 ， 对于老游戏在机械硬盘上运行也是绰绰有余 。但到了每秒上万条请求的情况 ， 这种方式导致的IO 开销过大 ， 无法让游戏能充分利用到 NVMe 硬盘的超高带宽 。
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“直通存储”削减了预请求 NVMe 开销 ， 并给予游戏非常细致的 IO 请求控制权 。当 IO 请求完成时会有个提醒 ， 而不是连一次小小的请求结束都必须要作出反应 。由此 ， 开发者将拥有高效的方式来处理海量 IO 请求 。
在今日英伟达显卡发布会上 ， 英伟达就与微软合作 ， 使用了“直通存储”API 实现了全新的 RTX IO 技术 。让数据绕过 CPU 并快速传输至显存中给 GPU 做解压 。这是显卡设计厂运用该 API 的一种方式 。
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鉴于 Xbox Series X 本身是 AMD 硬件体系 ， 不出意外未来的 RDNA 2 架构显卡也会有类似的 IO 技术出炉 。微软表示现在已经在和游戏产业伙伴一同完善这个 API 和相应的组件 ， 预计预览版明年开放给全球游戏开发者 。未来 PC 玩家也将享受到榨干固态性能后的游戏效果了 。
来源：微软开发者博客


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