DirectStorage – co to jest i co zmienia w grach?

Czym właściwie jest DirectStorage?

To interfejs programistyczny stworzony przez Microsoft, będący częścią rodziny DirectX. Jego zadaniem jest skrócenie i uproszczenie drogi, jaką dane pokonują z nośnika do pamięci karty graficznej.

Korzenie sięgają konsol. W architekturze zastosowanej w Xboxie Series wprowadzono rozwiązanie o nazwie Velocity Architecture, w którym nośnik, kontroler i układ graficzny współpracują ze sobą znacznie ściślej niż w klasycznym komputerze. Efektem były krótkie czasy ładowania i możliwość doczytywania zasobów w locie bez obciążania procesora. DirectStorage jest próbą przeniesienia tej samej filozofii na komputery osobiste, gdzie jest to znacznie trudniejsze, bo konfiguracje sprzętowe są nieprzewidywalne.

Warto od razu rozwiać jedno nieporozumienie. DirectStorage nie jest produktem, który się kupuje, ani funkcją, którą się włącza w ustawieniach systemu. To zestaw narzędzi dla programistów. Gra albo została pod niego napisana, albo nie, i użytkownik nie ma na to wpływu poza zainstalowaniem gry na odpowiednim nośniku.

Interfejs składa się z dwóch, w zasadzie niezależnych elementów. Pierwszy to nowy model wykonywania operacji wejścia i wyjścia, oparty na kolejkach i zaprojektowany pod nośniki obsługujące tysiące równoległych żądań. Drugi to dekompresja zasobów przeniesiona z procesora na kartę graficzną. Drugi element jest znacznie ważniejszy i to on decyduje o tym, czy technologia w ogóle robi różnicę.

Jak wyglądała stara droga danych?

Zrozumienie problemu wymaga prześledzenia, co dzieje się między naciśnięciem przycisku wczytywania a pojawieniem się obrazu.

W klasycznym modelu wygląda to następująco. Silnik gry zgłasza zapotrzebowanie na zasoby, system operacyjny odczytuje je z nośnika i umieszcza w pamięci operacyjnej. Zasoby są skompresowane, więc procesor musi je rozpakować, tworząc kolejną kopię w pamięci. Dopiero potem rozpakowane dane trafiają do pamięci karty graficznej.

Ta ścieżka ma trzy problemy. Powstaje kilka kopii tych samych danych, każda kosztująca czas i przepustowość pamięci. Procesor, zamiast zajmować się logiką gry, spędza czas na dekompresji. Wreszcie cała operacja jest szeregowa: kolejne etapy czekają na siebie nawzajem.

Skala tego obciążenia bywa niedoceniana. Rozpakowanie kilkudziesięciu gigabajtów zasobów w krótkim czasie potrafi wysycić wszystkie rdzenie nowoczesnego procesora. To dlatego wczytywanie w wielu grach jest obciążeniem procesora, a nie nośnika, i dlatego szybszy dysk niczego nie zmienia.

DirectStorage przebudowuje tę drogę. Dane trafiają z nośnika bezpośrednio do buforów przygotowanych przez kartę graficzną, tam są rozpakowywane przez shadery obliczeniowe i pozostają w pamięci graficznej. Znika kilka kopii i znika udział procesora w najbardziej kosztownym etapie.

Dlaczego dekompresja na karcie graficznej jest kluczowa?

Bo dekompresja jest zadaniem, które daje się zrównoleglić, a układ graficzny składa się z tysięcy jednostek wykonawczych zaprojektowanych właśnie do zadań równoległych. Procesor, mając kilkanaście rdzeni, wykonuje tę samą pracę wielokrotnie wolniej.

Żeby to zadziałało, potrzebny był format kompresji zaprojektowany pod tę architekturę. Powstał w tym celu GDeflate, opracowany pierwotnie przez NVIDIA i udostępniony jako część standardu. Klasyczne algorytmy, stosowane od lat w archiwach, są z natury szeregowe i nie dają się efektywnie rozłożyć na tysiące jednostek.

Skala przewagi bywa spektakularna w warunkach laboratoryjnych. W demonstracji przygotowanej z użyciem karty Intel Arc raportowano nawet około 2,7 razy szybsze ładowanie zasobów przy dekompresji po stronie układu graficznego względem procesora. W rzeczywistych grach różnice są mniejsze, bo dekompresja jest tylko jednym z etapów wczytywania, obok kompilacji shaderów, budowania struktur w pamięci i inicjalizacji logiki poziomu.

Jest tu jednak kompromis, o którym rzadko się mówi, a który tłumaczy część oporu ze strony studiów. Karta graficzna wykonująca dekompresję nie może w tym samym czasie renderować z pełną wydajnością. Przy wczytywaniu poziomu to bez znaczenia, bo i tak nic się nie wyświetla. Przy doczytywaniu zasobów w trakcie rozgrywki, w otwartym świecie, oznacza to zabieranie mocy obliczeniowej z renderowania klatek. W grze, w której karta i tak pracuje przy pełnym obciążeniu, sprowadza się to do wymiany klatek na szybciej pojawiające się tekstury.

Testy przeprowadzone na kartach najnowszej generacji sugerują, że problem ten w praktyce zmalał. W pomiarach z 2026 roku, obejmujących tytuły korzystające z pełnego zestawu funkcji, karty z serii RTX 50 nie traciły wydajności przy włączonej dekompresji po stronie układu graficznego, a w części scenariuszy odnotowano wręcz poprawę średniej liczby klatek oraz wartości najniższego jednego procenta, czyli parametru odpowiadającego za odczuwaną płynność. Poprawa najniższego jednego procenta jest tu ciekawsza niż wzrost średniej, bo to właśnie tam objawiają się przycięcia przy doczytywaniu zasobów.

Które gry z tego korzystają?

Odpowiedź jest krótsza, niż powinna być po czterech latach od premiery standardu.

Pierwszym tytułem, który oficjalnie wykorzystał DirectStorage, było Forspoken na początku 2023 roku, przy czym korzystało wyłącznie z przyspieszonego modelu odczytu, bez dekompresji na karcie graficznej. Pełny zestaw funkcji, łącznie z formatem GDeflate i dekompresją po stronie układu graficznego, pojawił się dopiero w konwersji Ratchet & Clank: Rift Apart. W tym samym roku dołączyła Forza Motorsport, a w 2024 Horizon Forbidden West.

Ten ostatni przypadek jest najbardziej wymowny. Gra została wydana z obsługą DirectStorage, ale studio odpowiedzialne za konwersję świadomie zrezygnowało z dekompresji po stronie karty graficznej, uzasadniając to zbyt restrykcyjnymi założeniami interfejsu oraz problemami z planowaniem zadań na poziomie sterownika. Gdy zespół z dużym doświadczeniem w przenoszeniu gier rezygnuje z kluczowej funkcji, mówi to o niej więcej niż jakakolwiek prezentacja.

Poza tą grupą pojawiają się tytuły korzystające z pojedynczych elementów standardu, zwykle bez rozgłosu, oraz implementacje wprowadzane po cichu wraz z aktualizacjami silników. Nie zmienia to jednak faktu, że lista gier, w których użytkownik zauważy różnicę, pozostaje krótka.

Co zmieniła wersja 1.4?

Rozwój standardu nie zatrzymał się i rok 2026 przyniósł zmianę, która może okazać się przełomowa, choć jej efekty zobaczymy dopiero w kolejnych premierach.

W wersji 1.4, wydanej w marcu 2026 roku, Microsoft dodał obsługę algorytmu Zstandard w ramach wielopoziomowej struktury dekompresji, obejmującej zarówno procesor, jak i kartę graficzną. Znaczenie tej decyzji jest większe, niż wynikałoby z suchego opisu: Zstandard to otwarty, powszechnie stosowany standard kompresji, znany zespołom deweloperskim i wykorzystywany już w wielu narzędziach do pakowania zasobów. Wcześniej pełne wykorzystanie DirectStorage wymagało przejścia na format stworzony specjalnie pod tę technologię, co oznaczało przebudowę całego procesu pakowania gry.

Microsoft udostępnił jednocześnie w otwartym repozytorium własną implementację shadera dekompresującego Zstandard, jako punkt odniesienia dla producentów układów graficznych. Implementacja została zoptymalizowana pod bloki danych o rozmiarze do 256 kilobajtów, co odpowiada typowym praktykom pakowania zasobów w grach strumieniujących dane.

Producenci sprzętu zapowiedzieli optymalizacje we własnych sterownikach. AMD komunikowało wprowadzenie usprawnień dla swoich układów w drugiej połowie 2026 roku, wskazując przy okazji na potencjał budowania większych światów gry, niż pozwalają obecne rozwiązania.

Wcześniejsza wersja 1.3 wprowadziła mechanizm dający programistom precyzyjniejszą kontrolę nad tym, kiedy żądania odczytu są zgłaszane i jak są synchronizowane z pracą graficzną. Brzmi to technicznie, ale rozwiązuje właśnie ten problem, który zniechęcił część studiów: konflikt między dekompresją a renderowaniem.

Czy DirectStorage wymaga nowego sprzętu?

Wymagania są zaskakująco łagodne i to jedna z niewielu dobrych wiadomości w tym temacie.

Potrzebny jest nośnik półprzewodnikowy, najlepiej NVMe, oraz karta graficzna obsługująca DirectX 12 z modelem shaderów w wersji 6.0. To oznacza praktycznie każdą kartę wydaną w ciągu ostatnich kilku lat, łącznie z konstrukcjami ze średniej i niższej półki.

System operacyjny ma znaczenie o tyle, że Windows 11 zawiera mechanizm skracający drogę danych na poziomie systemu plików. Na Windows 10 DirectStorage działa, ale bez tego usprawnienia, więc efekt jest słabszy.

Czego nie potrzeba, warto powiedzieć równie wyraźnie. Nie jest wymagany nośnik PCIe 5.0 ani nawet szczególnie szybki PCIe 4.0. Nie jest wymagana karta z najnowszej generacji. Nie jest wymagana duża ilość pamięci operacyjnej ponad to, czego gra i tak potrzebuje.

Ostatni wiersz tej tabeli jest w istocie jedynym istotnym. Cała reszta jest spełniona przez zdecydowaną większość współczesnych komputerów do gier.

Dlaczego studia wdrażają to tak wolno?

Powody są zrozumiałe, gdy spojrzy się na to od strony kosztów produkcji.

Wykorzystanie DirectStorage nie polega na zaznaczeniu opcji w silniku. Wymaga przemyślenia od nowa sposobu, w jaki gra pakuje, kompresuje i strumieniuje wszystkie swoje zasoby. To poważna inwestycja inżynieryjna w technologię, która przez lata pozostawała nieudowodniona w praktyce, przy budżetach, które nigdy nie są nieograniczone.

Drugi powód dotyczy specyfiki komputerów osobistych. Twórca gry na konsolę wie dokładnie, jaki nośnik znajduje się w urządzeniu. Twórca gry na komputery musi obsłużyć jednocześnie sprzęt z najnowszym nośnikiem, zmęczony dysk SATA sprzed lat i, mimo wszystko, wciąż nośnik talerzowy. Kod musi działać poprawnie we wszystkich tych przypadkach, więc powstaje kilka ścieżek zamiast jednej.

Trzeci, najbardziej praktyczny: większość gier jest ograniczona wydajnością karty graficznej, a nie czasem wczytywania. Propozycja polegająca na oddaniu części mocy obliczeniowej w zamian za skrócenie ekranu ładowania o kilka sekund nie brzmi przekonująco dla nikogo, kto planuje priorytety w produkcji.

Czwarty: nie ma po stronie użytkownika żadnego produktu do sprzedania. DirectStorage nie jest funkcją, która pojawia się na pudełku i przekonuje kogokolwiek do zakupu. Nie ma więc naturalnego mechanizmu rynkowego, który wymuszałby wdrożenie, tak jak dzieje się to przy technikach skalowania obrazu czy śledzeniu promieni.

Czy warto kupić szybszy dysk pod DirectStorage?

Nie, i to jest chyba najważniejsza praktyczna konkluzja całego tematu.

Argument o przyszłych grach, które wykorzystają pełną przepustowość nowoczesnych nośników, powtarza się przy każdej premierze dysków nowej generacji. Rzeczywistość wygląda tak, że nawet w tytułach korzystających z DirectStorage różnice między dobrym nośnikiem PCIe 4.0 a PCIe 5.0 pozostają niewielkie i ograniczają się głównie do doczytywania tekstur przy bardzo szybkim przemieszczaniu się po świecie gry.

Powód jest strukturalny. Skoro dekompresję wykonuje karta graficzna, to jej wydajność obliczeniowa staje się nowym wąskim gardłem. Nośnik dostarcza dane szybciej, niż układ graficzny zdąża je rozpakować, więc dokładanie przepustowości po stronie dysku nie przekłada się na nic.

Do tego dochodzi kalkulacja czasowa. Zanim gry projektowane w pełni pod te możliwości staną się normą, obecne dyski najnowszej generacji będą sprzętem poprzedniej klasy, dostępnym taniej i w chłodniejszych wersjach. Kupowanie dziś na poczet możliwości, które być może zostaną wykorzystane za trzy lata, jest strategią o wątpliwej opłacalności, szczególnie przy obecnych cenach nośników.

Sensowny wniosek zakupowy brzmi inaczej: kup nośnik NVMe o pojemności odpowiadającej twojej bibliotece i nie przejmuj się generacją magistrali. Ten sam pieniądz wydany na dodatkowy terabajt da ci realną wygodę, podczas gdy wydany na wyższą przepustowość nie da nic.

Jak sprawdzić, czy DirectStorage działa?

Nie ma w systemie wskaźnika informującego wprost o tym, że technologia jest aktywna, ale kilka sposobów pozwala się zorientować.

Najprostszym jest obecność odpowiednich bibliotek w katalogu gry. Tytuły korzystające z tego interfejsu zawierają pliki o nazwach zaczynających się od dstorage, umieszczone zwykle w głównym katalogu instalacyjnym. Ich obecność świadczy o tym, że gra została skompilowana z obsługą standardu, choć nie gwarantuje, że korzysta z pełnego zestawu funkcji.

Drugim sygnałem jest zachowanie procesora podczas wczytywania. Przy klasycznym modelu obciążenie wszystkich rdzeni skacze do wysokich wartości na czas ładowania. Przy dekompresji przeniesionej na kartę graficzną obciążenie procesora pozostaje umiarkowane, a rośnie zamiast tego wykorzystanie układu graficznego, mimo że nic się jeszcze nie wyświetla. Monitorując oba parametry podczas wczytywania poziomu, można to zaobserwować gołym okiem.

Trzeci, dostępny w części gier: opcja w ustawieniach graficznych, pozwalająca włączyć lub wyłączyć obsługę. Nie jest to standardem, ale kilka tytułów taką możliwość udostępnia, co pozwala porównać oba tryby samodzielnie.

Warto przy tym pamiętać, że brak jakiegokolwiek śladu tej technologii w grze nie oznacza problemu ze sprzętem. Oznacza tylko tyle, że studio jej nie zaimplementowało, co pozostaje regułą, a nie wyjątkiem.

Podsumowanie

DirectStorage rozwiązuje realny problem: klasyczna droga danych z nośnika do pamięci karty graficznej powstała w czasach dysków talerzowych i marnuje możliwości współczesnego sprzętu. Przeniesienie dekompresji na układ graficzny jest rozwiązaniem sensownym technicznie i mierzalnie skutecznym tam, gdzie zostało wdrożone.

Problemem pozostaje wdrożenie. Cztery lata po debiucie standardu lista gier korzystających z pełnego zestawu jego możliwości jest krótka, a jeden z najbardziej doświadczonych zespołów konwertujących gry świadomie zrezygnował z kluczowej funkcji. Wersja 1.4 z 2026 roku, dodająca obsługę powszechnie stosowanego algorytmu Zstandard i otwierająca implementację referencyjną, obniża próg wejścia na tyle, że kolejne lata mogą wyglądać inaczej. Ale mówimy o technologii, która wymaga premier gier zaprojektowanych pod nią od podstaw, a te powstają latami.

Dla kupującego wniosek jest jednoznaczny i nie zmienił się od kilku lat: DirectStorage nie jest powodem do zakupu droższego nośnika. Wymagania sprzętowe spełnia praktycznie każdy współczesny komputer z dyskiem NVMe, a różnice między klasami nośników pozostają marginalne nawet w grach, które z tej technologii korzystają. Jeśli budżet na dysk ma pójść w jakimś kierunku, to w pojemność, nie w przepustowość.

Najczęściej zadawane pytania

Poniżej krótkie odpowiedzi na pytania, które regularnie pojawiają się przy tym temacie. Dotyczą praktycznych konsekwencji, o które trudno w materiałach technicznych.

Czy DirectStorage trzeba instalować osobno?

Nie, biblioteki są dostarczane razem z grą, która z nich korzysta. Nie ma pakietu do pobrania ani opcji do włączenia w systemie. Jedyne, co można zrobić po swojej stronie, to utrzymywać aktualne sterowniki karty graficznej i system operacyjny.

Czy DirectStorage zwiększa liczbę klatek w grach?

Nie bezpośrednio. Jego zadaniem jest skrócenie czasu wczytywania i sprawniejsze doczytywanie zasobów w trakcie rozgrywki. Pośrednio może poprawić płynność, ograniczając przycięcia przy strumieniowaniu tekstur, co widać w wartościach najniższego jednego procenta klatek.

Czy działa na dyskach SATA i talerzowych?

Na SATA tak, choć korzyści są znacznie mniejsze niż na nośnikach NVMe, bo interfejs nie obsługuje takiej liczby równoległych żądań. Na dyskach talerzowych sam mechanizm formalnie zadziała, ale nie ma tam czego przyspieszać, bo ograniczeniem jest czas dostępu głowicy.

Czy AMD i Intel obsługują tę technologię tak samo jak NVIDIA?

Standard jest niezależny od producenta i działa na kartach wszystkich trzech firm, o ile spełniają wymagania DirectX 12. Różnice wynikają z optymalizacji w sterownikach oraz z wydajności obliczeniowej konkretnych układów przy dekompresji, a producenci wprowadzają usprawnienia w kolejnych wydaniach oprogramowania.

Czy konsole PlayStation mają odpowiednik DirectStorage?

Tak, PlayStation 5 korzysta z własnego rozwiązania opartego na dedykowanym układzie dekompresji, wbudowanym w sprzęt. Różnica polega na tym, że tam dekompresja nie obciąża ani procesora, ani układu graficznego, bo wykonuje ją osobny blok sprzętowy przygotowany wyłącznie do tego zadania.

Czy starsze gry dostaną obsługę DirectStorage w aktualizacjach?

Zdarza się to rzadko, bo wymagałoby przebudowy sposobu pakowania zasobów w całej grze. Bardziej prawdopodobne jest wdrażanie tej technologii w nowych tytułach oraz w konwersjach z konsol, gdzie zasoby są już przygotowane pod podobny model strumieniowania.

Czy technologia ta ma sens w grach sieciowych?

Umiarkowany. Największe korzyści przynosi w tytułach z otwartym światem, intensywnie doczytujących zasoby podczas ruchu. W grach sieciowych opartych na powtarzalnych, wcześniej wczytanych mapach zysk ogranicza się głównie do czasu wejścia do rozgrywki.