DirectStorage 1.4 lässt deine SSD keine Spiele dekomprimieren: Was Zstd und GPU-Dekompression tatsächlich bewirken

DirectStorage 1.4 fügt Zstandard-Komprimierung und GPU-Dekomprimierungsunterstützung für Spiel-Assets hinzu, aber das bedeutet nicht, dass Ihre SSD plötzlich Texturen und Modelle von selbst dekomprimiert. Das Speicherlaufwerk bewegt komprimierte Daten. Die CPU oder GPU führt weiterhin die Dekomprimierungsarbeit aus.

Der einfachste Weg, den Asset-Pfad zu verstehen

Warum Spiel-Assets überhaupt komprimieren?

Moderne Spiele enthalten enorme Mengen an Textur-, Geometrie-, Audio- und anderen Daten.

Jedes Asset unkomprimiert zu speichern würde die Installationsgröße erhöhen und das Speichergerät zwingen, für denselben Inhalt mehr Bytes zu lesen.

Komprimierung reduziert, wie viele Daten gespeichert und übertragen werden müssen. Der Kompromiss besteht darin, dass die Daten dekomprimiert werden müssen, bevor das Spiel sie verwenden kann.

DirectStorage verschiebt das Engpassproblem, es beseitigt es nicht

Ein schnelles NVMe-Laufwerk kann komprimierte Daten viel schneller liefern als ältere Speicherpipelines, aber schnellere Lesevorgänge helfen nur, wenn der Rest des Pfades mithalten kann.

Wenn die CPU Tausende kleiner Asset-Chunks dekomprimieren muss, während sie gleichzeitig Spiellogik, Physik und Draw-Submission ausführt, kann die Dekomprimierung selbst teuer werden.

Deshalb unterstützt DirectStorage GPU-Dekomprimierung: Ein Teil der Arbeit kann von der CPU auf massiv paralleles GPU-Compute verlagert werden.

Was DirectStorage 1.4 hinzufügt

DirectStorage 1.4 fügt Zstandard, üblicherweise als Zstd geschrieben, als unterstütztes Komprimierungsformat hinzu.

Microsoft hat Zstd gewählt, weil es starke Komprimierungsraten, gute Dekomprimierungsleistung, breite Software- und Hardware-Verfügbarkeit und weitverbreitete Akzeptanz kombiniert.

Die wichtige Änderung ist, dass Zstd mit sowohl CPU- als auch GPU-Pfaden in das Dekomprimierungs-Framework von DirectStorage integriert ist.

GPU-Dekomprimierung kostet weiterhin GPU-Ressourcen

GPU-Dekomprimierung ist nicht kostenlos.

DirectStorage verwendet Staging-Puffer im VRAM, um komprimierte Eingabe und dekomprimierte Ausgabe zu koordinieren. Microsoft warnt, dass ein übergroßer Staging-Puffer Speicher vom Rendering wegnehmen kann, während ein zu kleiner den Durchsatz verringern kann, weil Anfragen warten müssen.

GPU-Dekomprimierung schafft also ein weiteres Balance-Problem: CPU-Arbeit reduzieren, ohne zu viel GPU-Speicher oder Rechenleistung vom Rendering zu stehlen.

Warum Zstd im Vergleich zur älteren DirectStorage-Komprimierung wichtig ist

DirectStorage unterstützte bereits GDeflate, ein Komprimierungsformat, das für parallele GPU-Dekomprimierung entwickelt wurde.

Zstd fügt eine andere Option hinzu: einen breit genutzten offenen Komprimierungsstandard mit starken Komprimierungsraten und umfangreichen Werkzeugen.

Microsoft veröffentlicht außerdem einen Open-Source-GPU-Zstd-Dekomprimierungs-Compute-Shader als Basis, die GPU-Hersteller weiter optimieren können.

Der anfängliche Shader ist auf Chunks von 256 KB oder kleiner optimiert, was gängigen streaming-orientierten Spiel-Packaging-Mustern entspricht.

Das Kostendreieck des Asset-Streamings

Was die Game Asset Conditioning Library macht

Microsoft hat die Game Asset Conditioning Library, kurz GACL, zusammen mit DirectStorage 1.4 eingeführt.

GACL ersetzt Zstd nicht. Es bereitet bestimmte Spiel-Assets so vor, dass Zstd sie effektiver komprimieren kann.

Texturdaten sind ein Hauptziel, weil Texturen oft einen großen Anteil der Größe moderner Spielpakete ausmachen.

Was "Conditioning" in einfachem Deutsch bedeutet

Conditioning bedeutet, die Daten vor der Komprimierung neu anzuordnen oder leicht zu verändern, damit der Kompressor nützlichere Muster finden kann.

Bei blockkomprimierten Texturen kann GACL das Byte-Layout vor der Zstd-Komprimierung neu anordnen. DirectStorage macht diese Transformation nach der Dekomprimierung rückgängig.

GACL enthält auch Techniken zur Entropiereduktion, die einige Texturinformationen bewusst vereinfachen können, um sie besser komprimierbar zu machen.

Wo maschinelles Lernen in GACL ins Spiel kommt

Microsofts Component-Level Entropy Reduction, oder CLER, verwendet maschinelles Lernen als Teil des Prozesses zur Reduzierung der Texturentropie.

Der Zweck ist nicht, Texturen zur Laufzeit zu generieren. Die ML-Arbeit ist Teil der Vorbereitung der Texturdaten, damit die endgültige komprimierte Darstellung kleiner werden kann, während eine akzeptable visuelle Qualität erhalten bleibt.

Das macht GACL zu einer Optimierung der Content-Pipeline und nicht zu einem generativen KI-System im Spiel.

Bis zu 50 % bessere Komprimierung bedeutet nicht, dass jedes Spiel um 50 % kleiner wird

Microsoft sagt, dass GACL für geeignete Assets eine Verbesserung der Zstd-Komprimierungsraten um bis zu 50 % liefern kann.

Das ist nicht dasselbe wie die Aussage, dass eine gesamte Spielinstallation um 50 % schrumpft.

Die tatsächliche Auswirkung hängt davon ab, welche Assets konditioniert werden, wie komprimierbar sie sind, welchen Anteil am Spiel sie ausmachen und ob verlustbehaftete Techniken akzeptabel sind.

Der Komprimierungsbehauptungs-Test

Warum das Ersetzen von DirectStorage-DLLs in einem Spiel Zstd nicht aktiviert

Dies ist ein besonders wichtiges Missverständnis.

Microsoft hat dies nach der Ankündigung von DirectStorage 1.4 ausdrücklich beantwortet: Das Ersetzen von DirectStorage-DLL-Dateien in einem bestehenden Spiel aktiviert nicht die neuen Vorschaufunktionen.

Die Assets des Spiels müssen während des Build-Prozesses erstellt und mit Zstd komprimiert werden, eine optionale GACL-Konditionierung muss vor dem Ausliefern erfolgen, und das Spiel selbst muss die relevanten DirectStorage-APIs aufrufen.

Warum schnellere SSDs die Dekomprimierungskosten nicht beseitigen

Eine extrem schnelle SSD kann die Zeit verkürzen, die zum Lesen komprimierter Bytes benötigt wird, aber sie beseitigt nicht die Zeit, die erforderlich ist, um diese Bytes in nutzbare Assets umzuwandeln.

Da der Speicher schneller wird, nimmt die relative Bedeutung von Dekomprimierung, Asset-Aufbereitung, GPU-Upload und engine-seitiger Verarbeitung zu.

Genau deshalb hat sich DirectStorage über reine I/O hinaus weiterentwickelt.

Der Ladezeit-Pipeline-Test

Warum das für Open-World-Streaming wichtig ist

Open-World-Spiele bewegen kontinuierlich Asset-Daten, während der Spieler die Karte durchquert.

Das bedeutet, dass Asset-Streaming nicht nur darum geht, einen Ladebildschirm zu verkürzen. Die Pipeline muss Daten liefern, dekomprimieren und vorbereiten, während das Gameplay weiterläuft.

Ein Codec mit einer starken Komprimierungsrate kann die Anzahl der aus dem Speicher geholten Bytes reduzieren, während eine schnelle GPU-Dekomprimierung dazu beitragen kann, CPU-Zeit für die Simulation verfügbar zu halten.

Aber wenn die GPU selbst bereits gesättigt ist, kann das Verlagern der Dekomprimierungsarbeit dorthin eine sorgfältige Planung erfordern.

DirectStorage 1.4 verbessert auch die Sichtbarkeit der GPU-Planung

DirectStorage 1.4 fügt D3D12 CreatorID-Unterstützung für die internen Befehlswarteschlangen hinzu, die es verwaltet.

Der Zweck besteht darin, DirectStorage-Workloads dabei zu helfen, vorhersehbarer an der D3D12-Warteschlangengruppierung und der GPU-Ausführungsplanung teilzunehmen.

Das ist wichtig, weil die Dekomprimierung jetzt mit dem Rendering und anderen Compute-Arbeiten um dasselbe GPU-Ökosystem konkurriert.

Was GPU-Hersteller als Nächstes tun

Microsoft sagt, dass AMD, Intel, NVIDIA und Qualcomm an hardware- und treiberspezifischen Zstd-Optimierungen arbeiten.

AMD und NVIDIA haben öffentlich angekündigt, dass optimierte Unterstützung für die zweite Hälfte des Jahres 2026 angestrebt wird, während Intel und Qualcomm ebenfalls laufende Plattformarbeiten beschrieben haben.

Das bedeutet, dass der öffentliche DirectStorage-GPU-Shader eine Basislinie ist, nicht unbedingt der endgültige Leistungspfad für zukünftige Hardware.

Was würde diese Antwort ändern?

DirectStorage 1.4 ist noch eine öffentliche Vorschau. Die endgültige API, die Zstd-Shader-Leistung, die GACL-Unterstützung und herstelleroptimierte Treiberpfade können sich alle ändern.

Wenn zukünftige Speichergeräte eine standardisierte Hardware-Dekomprimierung hinzufügen, die in die PC-Asset-Pipeline integriert ist, könnte die klare Trennung zwischen „SSD-Lesevorgängen“ und „CPU/GPU-Dekomprimierung“ weniger absolut werden. Das ist heute nicht das normale DirectStorage 1.4-Modell.

Einschränkungen

Dieser Artikel erklärt die aktuelle öffentliche DirectStorage 1.4-Vorschau-Architektur von Microsoft. Er behauptet nicht, dass jedes Spiel, das DirectStorage verwendet, Zstd, GPU-Dekomprimierung oder GACL nutzen wird.

Microsofts Aussagen zu Komprimierungsverhältnis und Leistung sind Technologieaussagen des Plattformanbieters. Reale Spielergebnisse hängen von der Asset-Zusammensetzung, den Komprimierungseinstellungen, der Hardware, den Treibern und der Engine-Integration ab.

Fazit

DirectStorage 1.4 ist leichter zu verstehen, wenn man die Aufgaben trennt.

Die SSD bewegt komprimierte Bytes. DirectStorage plant die Übertragung. Zstd definiert, wie die Daten komprimiert werden. Die CPU oder GPU dekomprimiert sie. GACL kann einige Assets vorbereiten, damit Zstd sie effektiver komprimiert. Die Spiel-Engine konsumiert dann das fertige Asset.

Eine schnellere SSD ist nur ein Teil dieser Kette.

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