DirectStorage 1.4 并不会让你的固态硬盘解压游戏：Zstd 和 GPU 解压实际上做了什么

DirectStorage 1.4 为游戏资源添加了 Zstandard 压缩和 GPU 解压缩支持，但这并不意味着你的 SSD 会突然自行解压纹理和模型。存储驱动器负责移动压缩数据。CPU 或 GPU 仍然执行解压缩工作。

理解资源路径的最简单方法

为什么要压缩游戏资源？

现代游戏包含大量的纹理、几何体、音频和其他数据。

如果每个资源都不压缩存储，会增加安装大小，并迫使存储设备为相同内容读取更多字节。

压缩减少了必须存储和传输的数据量。代价是数据在游戏使用之前必须被解压缩。

DirectStorage 移动了瓶颈问题，而不是消除它

快速的 NVMe 驱动器可以比旧存储管道更快地传输压缩数据，但更快的读取只有在路径的其余部分能够跟上时才有帮助。

如果 CPU 必须在运行游戏逻辑、物理和绘制提交的同时解压数千个小资源块，解压缩本身可能会变得昂贵。

这就是为什么 DirectStorage 支持 GPU 解压缩：部分工作可以从 CPU 转移到大规模并行的 GPU 计算上。

DirectStorage 1.4 添加了什么

DirectStorage 1.4 添加了 Zstandard（通常写作 Zstd）作为支持的压缩格式。

微软选择 Zstd 是因为它结合了强大的压缩比、良好的解压性能、广泛的软件和硬件可用性以及广泛的采用。

重要的变化是，Zstd 被集成到 DirectStorage 的解压缩框架中，同时支持 CPU 和 GPU 路径。

GPU 解压缩仍然消耗 GPU 资源

GPU 解压缩并非没有代价。

DirectStorage 使用 VRAM 中的暂存缓冲区来协调压缩输入和解压缩输出。微软警告说，过大的暂存缓冲区会从渲染中占用内存，而过小则会降低吞吐量，因为请求必须等待。

因此，GPU 解压缩带来了另一个平衡问题：减少 CPU 工作，同时不占用过多 GPU 内存或从渲染中夺取计算资源。

为什么 Zstd 比旧的 DirectStorage 压缩更重要

DirectStorage 已经支持 GDeflate，这是一种为并行 GPU 解压缩设计的压缩格式。

Zstd 增加了一个不同的选项：一种广泛使用的开放压缩标准，具有强大的压缩率和丰富的工具支持。

微软还发布了一个开源的 GPU Zstd 解压缩计算着色器，作为 GPU 供应商可以进一步优化的基线。

初始着色器针对 256 KB 或更小的块进行了优化，这符合常见的面向流式传输的游戏打包模式。

资产流式传输成本三角

游戏资产调理库的作用

微软在 DirectStorage 1.4 中引入了游戏资产调理库，即 GACL。

GACL 并不取代 Zstd。它准备某些游戏资产，以便 Zstd 可以更有效地压缩它们。

纹理数据是一个主要目标，因为纹理通常占现代游戏包大小的很大一部分。

用通俗英语解释“条件化”是什么意思

条件化是指在压缩之前重新排列或轻微修改数据，以便压缩器能够找到更多有用的模式。

对于块压缩纹理，GACL 可以在 Zstd 压缩之前重新排列字节布局。DirectStorage 在解压后逆转该变换。

GACL 还包含熵减技术，可以有意简化某些纹理信息，使其更易于压缩。

机器学习在 GACL 中的切入点

微软的组件级熵减（Component-Level Entropy Reduction，简称 CLER）使用机器学习作为减少纹理熵过程的一部分。

其目的不是在运行时生成纹理。机器学习工作是准备纹理数据的一部分，以便最终的压缩表示可以变得更小，同时保持可接受的视觉质量。

这使得 GACL 成为内容管线的优化，而不是游戏内的生成式 AI 系统。

压缩率提升高达 50% 并不意味着每款游戏都缩小 50%

微软表示，对于合适的资产，GACL 可以将 Zstd 压缩率提升高达 50%。

这并不等同于说整个游戏安装包缩小 50%。

实际影响取决于哪些资产被条件化、它们的可压缩程度、它们占游戏的比例，以及有损技术是否可接受。

压缩声明测试

为什么在游戏中替换 DirectStorage DLL 并不能启用 Zstd

这是一个特别重要的误解。

微软在 DirectStorage 1.4 发布后明确回答了这个问题：在现有游戏中替换 DirectStorage DLL 文件并不会激活新的预览功能。

游戏的资源必须在构建过程中使用 Zstd 进行创作和压缩，可选的 GACL 条件处理必须在发布前完成，而游戏本身必须调用相关的 DirectStorage API。

为什么更快的 SSD 不能消除解压成本

极快的 SSD 可以减少读取压缩字节所需的时间，但它不能消除将这些字节转换为可用资源所需的时间。

随着存储变得更快，解压、资源准备、GPU 上传和引擎侧处理的相对重要性变得更大。

这正是 DirectStorage 超越原始 I/O 的原因。

加载时管线测试

为什么这对开放世界流式传输很重要

开放世界游戏在玩家穿越地图时不断移动资源数据。

这意味着资源流式传输不仅仅是减少加载屏幕。管线必须在游戏玩法继续的同时传输、解压和准备数据。

具有强压缩比的编解码器可以减少从存储中提取的字节数，而快速的 GPU 解压可以帮助保持 CPU 时间可用于模拟。

但如果 GPU 本身已经饱和，将解压工作移到那里可能需要仔细调度。

DirectStorage 1.4 还提高了 GPU 调度可见性

DirectStorage 1.4 为其管理的内部命令队列添加了 D3D12 CreatorID 支持。

目的是帮助 DirectStorage 工作负载更可预测地参与 D3D12 队列分组和 GPU 执行调度。

这很重要，因为解压现在与渲染和其他计算工作竞争同一个 GPU 生态系统。

GPU 供应商接下来在做什么

微软表示，AMD、英特尔、英伟达和高通正在开发针对特定硬件和驱动程序的 Zstd 优化。

AMD 和英伟达公开表示，优化支持的目标时间为 2026 年下半年，而英特尔和高通也描述了正在进行的平台工作。

这意味着公开的 DirectStorage GPU 着色器只是一个基线，不一定是未来硬件的最终性能路径。

什么会改变这个答案？

DirectStorage 1.4 仍处于公开预览阶段。最终的 API、Zstd 着色器性能、GACL 支持以及厂商优化的驱动程序路径都可能发生变化。

如果未来的存储设备增加了集成到 PC 资产管线中的标准化硬件解压缩，那么“SSD 读取”和“CPU/GPU 解压缩”之间的清晰分离可能变得不那么绝对。但这并不是当今 DirectStorage 1.4 的常规模式。

局限性

本文解释了微软当前公开的 DirectStorage 1.4 预览架构。它并不声称每个使用 DirectStorage 的游戏都会使用 Zstd、GPU 解压缩或 GACL。

微软关于压缩比和性能的声明是平台供应商的技术声明。实际游戏结果取决于资产组合、压缩设置、硬件、驱动程序和引擎集成。

结论

一旦将各项任务分开，DirectStorage 1.4 就更容易理解了。

SSD 移动压缩字节。DirectStorage 调度传输。Zstd 定义数据如何压缩。CPU 或 GPU 对其进行解压缩。GACL 可以预处理某些资产，使 Zstd 更有效地压缩它们。然后游戏引擎使用处理完成的资产。

更快的 SSD 只是该链条中的一部分。

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