DirectStorage e a descompressão por GPU: os GPUs Blackwell têm a vantagem?

O que é o DirectStorage?

O DirectStorage para PC, anunciado pela Microsoft em 2020, tem como objetivo oferecer benefícios semelhantes à tecnologia de armazenamento rápido usada no PS5 e Xbox Series X|S. Ele permite que os jogos aproveitem ao máximo os SSDs NVMe com pouca sobrecarga do CPU, resultando em tempos de carregamento reduzidos, streaming de assets mais veloz e mundos maiores e mais densos. A versão 1.1 do DirectStorage introduziu suporte para decomposição por GPU, transferindo a responsabilidade de descomprimir os assets do CPU para o GPU, ampliando a quantidade de dados que podem ser transferidos entre o SSD, RAM e VRAM.

Como funciona o GDeflate?

As GPUs, com suas milhares de núcleos, são muito eficientes em realizar tarefas repetitivas em paralelo. O GDeflate é um esquema de compressão de dados paralela especificamente otimizado para a descompressão pela GPU. Ele divide o fluxo de dados original em tiles de 64 KB, compactando cada um separadamente. Se a descompressão é feita pelo CPU, cada tile pode ser processado por um thread diferente; se for pela GPU, um único grupo de threads pode lidar com um tile. Isso não só economiza ciclos do CPU, mas também reduz a largura de banda do sistema e o espaço em disco, uma vez que os dados permanecem comprimidos até chegarem à VRAM.

Velocidade e Memória

Um dos benefícios de mover dados rapidamente por esse pipeline é que, teoricamente, é necessário manter menos dados na memória do sistema, o que pode ser crucial diante do aumento dos preços de memória RAM. Com a adoção do armazenamento NVMe, essa economia se torna ainda mais relevante. O uso de DirectStorage também é evidenciado pelo carregamento mais rápido de texturas, como observado em Ratchet & Clank, onde essa tecnologia permite uma transição mais suave sem texturas borradas.

Problemas Relacionados

Com o lançamento de Ratchet & Clank: Rift Apart, muitos usuários relataram que desativar o DirectStorage (removendo o arquivo dstorage.dll) levou a uma melhora no desempenho, especialmente em GPUs Nvidia, como a 4090 e a 3090, que apresentaram tempos de quadros mais estáveis.

Em janeiro de 2025, com o lançamento de Marvel’s Spider-Man 2 para PC, também foram registrados relatos de desempenho melhorado ao desativar o DirectStorage em GPUs da Nvidia. Testes mostraram ganhos de 18-25% nos baixos percentuais de quadros em resolução mais alta.

Questões de Desempenho com GPUs Blackwell

Os primeiros testes realizados em GPUs Blackwell demonstraram que, ao deixar o DirectStorage ativado, a performance não era prejudicada. No entanto, precisa-se realizar mais testes com diferentes modelos para confirmar essa tendência. A AMD também não reportou problemas semelhantes em suas placas Radeon.

Testes Realizados

Os testes foram conduzidos em um sistema com processador AMD Ryzen 7 9800X3D, 64GB de memória DDR5 e um SSD Crucial T700 Gen5. As análises incluíram medições das performances de diferentes GPUs, sendo a RTX 5090 a que se saiu melhor em situações de carga elevada.

Conclusões Gerais

Os resultados indicam que as GPUs Blackwell apresentam um desempenho superior na descompressão, com a tecnologia de gerenciamento de tarefas aprimorada sendo uma possível explicação. Essa arquitetura pode estar permitindo que os GPUs gerenciem suas próprias memórias de maneira mais eficiente, reduzindo a necessidade de interação constante com o CPU. A eficiência no processamento de workloads assíncronas pode ser a chave para a performance otimizada do DirectStorage em jogos recentes.