في السنوات الأخيرة، تقدم NVMe SSD وقد غيّرت تقنيات التخزين الجديدة جذريًا طريقة تشغيل الألعاب والبرامج على أجهزة الكمبيوتر لدينا. وقد طورت مايكروسوفت، مدركةً هذه القفزة التكنولوجية، التخزين المباشر، وهي واجهة برمجة تطبيقات مصممة للاستفادة الكاملة من إمكانات محركات أقراص SSD الحديثة، والأهم من ذلك، تسهيل الحياة لكل من المطورين واللاعبين، وخاصة على نظام التشغيل Windows 11.
على الرغم من أن هذه التقنية كانت موجودة بالفعل على أجهزة Xbox Series X|S، إلا أن وصولها إلى عالم الكمبيوتر الشخصي قد مثّل نقلة نوعية في طريقة تحميل وعرض أكثر العوالم الافتراضية تعقيدًا وتطلبًا. نخبرك أدناه كل ما تحتاج إلى معرفته لتحقيق أقصى استفادة من جهاز الكمبيوتر الذي يعمل بنظام التشغيل Windows 11.
ما هو Microsoft DirectStorage بالضبط؟
مایکروسوفت التخزين المباشر هي واجهة برمجة التطبيقات (API) المضمنة في برنامج DirectX 12 Ultimate، موجهة إلى تحسين نقل البيانات بين محركات أقراص SSD من نوع NVMe ووحدة معالجة الرسومات (GPU)الهدف الأساسي هو تقليل أوقات التحميل وتحسين أداء الرسومات في الألعاب، مما يُعفي وحدة المعالجة المركزية من مسؤولية نقل البيانات وفك ضغطها. يتيح هذا التطور تجربة مستخدم أكثر سلاسة، مع انتظار أقل وعوالم أكثر ثراءً وتفصيلاً.
على عكس الميزات الأخرى، التخزين المباشر إنه ليس مكونًا ماديًا، ولا برنامجًا يُمكن تثبيته بشكل منفصل. إنه تقنية مُدمجة في نظام التشغيل (أساسًا ويندوز 11، مع أنها متوفرة أيضًا في ويندوز 10)، وتعتمد على مكونات الجهاز - وخاصةً بطاقة الرسومات وقرص SSD - التي تدعم أحدث المعايير.
من المؤكد أن مستخدمي الأجهزة المنزلية قد ذاقوا بالفعل بعض مزاياها، حيث التخزين المباشر فهو يعتمد على نفس المبدأ مثل محرك السرعة أجهزة Xbox Series X|S. يكمن الاختلاف الرئيسي في كيفية إدارة الكمبيوتر الشخصي وجهاز الألعاب للذاكرة؛ ففي حين تكون الذاكرة موحدة في أجهزة الألعاب، يوجد في أجهزة الكمبيوتر تقسيم بين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) للنظام وذاكرة الفيديو (VRAM) للرسومات، مما يُجبر البيانات على المرور عبر مراحل مختلفة.
كيف يعمل DirectStorage في Windows 11؟
لطالما كانت عملية التحميل والعرض التقليدية في ألعاب الفيديو محدودة بسبب الاختناق بين وحدة التخزين ووحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات. قبل ظهور التخزين المباشر في نظام التشغيل Windows 11عندما قمت بتشغيل لعبة، تمت قراءة البيانات - القوام، والنماذج، والأصوات، والخرائط - من القرص الصلب، وتمريرها إلى ذاكرة الوصول العشوائي، وفي هذه المرحلة كان يتعين على وحدة المعالجة المركزية التخلص من التوتر هذه البيانات قبل إرسالها إلى VRAM الخاصة ببطاقة الرسوميات للمعالجة النهائية.
كانت لهذه الطريقة عدة عيوب: من ناحية، وحدة المعالجة المركزية: لقد تحملت عبئًا هائلاً بفك ضغط كميات هائلة من المعلومات، مما حدّ من الموارد المتاحة لمهام أخرى مثل فيزياء الألعاب أو الذكاء الاصطناعي. من ناحية أخرى، فإن الوقت المُستَثمَر في نقل تلك البيانات وتجهيزها يُترجم إلى أوقات تحميل عالية وأحيانا فقدان الأداء وحتى ظهور عيوب رسومية (الاهتزاز، والفرقعة، وانخفاض الإطارات).
المفتاح في الاستفادة من وحدات DMA (الوصول المباشر للذاكرة)تعمل هذه المعالجات كمعالجات دعم داخل وحدة معالجة الرسومات. هذه الوحدات، التي كانت تُستخدم سابقًا لنقل البيانات داخل النظام نفسه، يمكنها الآن التواصل مع قرص SSD المتصل عبر منفذ PCI Express لتفريغ كميات كبيرة من المعلومات بشكل فوري تقريبًا. بهذه الطريقة، تتولى بطاقات الرسومات الداعمة لـ DirectX 12 Ultimate مهمة إدارة تدفق البيانات، تاركةً وحدة المعالجة المركزية (CPU) حرةً لأداء مهام أخرى.
ويترجم التغيير إلى تخفيضات في حمل المعالج بنسبة تتراوح بين 20% إلى 40%بناءً على اختبارات واقعية. هذه التحسينات لا تفيد المستخدمين فحسب، بل المطورين أيضًا، إذ يمكنهم بناء ألعاب برسومات أكثر تفصيلًا، وبيئات أوسع، وكثافة عناصر لم يسبق لها مثيل على أجهزة الكمبيوتر.
المتطلبات الفنية والتوافق
لتحقيق أقصى استفادة، يجب استيفاء العديد من متطلبات الأجهزة والبرامج. تحديث نظام التشغيل وحده لا يكفي؛ يجب أن تكون جميع المكونات الرئيسية متوافقة:
- نظام التشغيل: DirectStorage مُدمج في Windows 11، ويمكن تشغيله أيضًا على Windows 10 (الإصدار 1909 أو أحدث). مع ذلك، تضمن Microsoft تحقيق أفضل أداء وتحسين دائمًا على Windows 11.
- وحدة التخزين: يُعدّ قرص SSD NVMe المتصل بمنفذ PCI Express ضروريًا. لا تستطيع محركات الأقراص الصلبة التقليدية (HDDs) أو أقراص SATA SSD الاستفادة الكاملة من هذه التقنية نظرًا لبطء سرعات القراءة والكتابة فيها.
- بطاقة الرسومات: يتطلب DirectStorage بطاقة رسومات تدعم DirectX 12 وShader Model 6.0. بالنسبة لـ NVIDIA، يبدأ الدعم مع سلسلة RTX 20 وما بعدها (بما في ذلك RTX 30 وRTX 40). بالنسبة لـ AMD، يلزم وجود RX 6000 أو أعلى. بالنسبة لـ Intel، تدعم بطاقات ARC أيضًا دون أي مشكلة.
لقد سهلت مايكروسوفت على المستخدمين التحقق من شريط ألعاب Xbox، حيث يمكنك معرفة ما إذا كان نظام التشغيل ومحرك التخزين ووحدة معالجة الرسومات متوافقة (ستظهر الرسالة "مُحسَّن" إذا كان كل شيء على ما يرام).
المزايا العملية لـ DirectStorage في ألعاب الكمبيوتر
الميزة الكبيرة الأولى والأكثر وضوحًا هي انخفاض كبير في أوقات التحميللقد أثبتت ألعاب مثل Forspoken - أول لعبة تستخدم هذه التقنية رسميًا على أجهزة الكمبيوتر - أنه يمكنك الانتقال من الانتظار لعدة ثوانٍ إلى التحميل على الفور تقريبًا، حتى في بيئات العالم المفتوح ذات العناصر العديدة والملمس عالي الدقة.
إن حقيقة أن وحدة معالجة الرسومات (GPU) مسؤولة عن فك ضغط البيانات تسمح أيضًا الحفاظ على معدلات إطارات أكثر استقرارًا وتقليل تأثير الأداء عند تحميل مناطق جديدة، أو عرض مشاهد سينمائية، أو الوصول إلى مستويات أخرى داخل اللعبة. هذا مفيد بشكل خاص في ألعاب العالم المفتوح، حيث يمكن للاعبين الانتقال من نقطة إلى أخرى بسرعة عالية، وتتطلب معالجة المساحات والتفاصيل الضخمة آنيًا.
الفائدة الثالثة هي قدرة المطورين على إضافة المزيد من الثراء إلى السيناريوهاتمع شخصيات غير قابلة للعب أكثر ذكاءً، وقوام وهندسة أكثر تعقيدًا، وموارد أكثر يمكن تحميلها دفعةً واحدة دون أي تقطيع أو تشوهات بصرية. يتحول العرض ومظهر الكائنات من كونه مفاجئًا إلى طبيعي تمامًا، مما يوفر تجربة أكثر غامرة للمستخدمين.
من المهم ملاحظة أنه لكي يستمتع اللاعبون بمزايا هذه التقنية، يجب على المطورين تطبيقها منذ مرحلة التطوير. إذا لم تدعم اللعبة هذه الواجهة البرمجية بشكل أصلي، فإن وجود أجهزة متوافقة لن يُحدث تحسينات جوهرية.
الاختلافات الرئيسية بين وحدات التحكم وأجهزة الكمبيوتر الشخصية
على الرغم من أن DirectStorage موروث مباشرة من عالم الأجهزة المنزلية، إلا أن هناك اختلافات مهمة بين كيفية عمله على Xbox Series X|S وعلى الكمبيوتر الشخصي. تتميز وحدات التحكم بالذاكرة الموحدة، مما يبسط عملية تحميل البيانات ونقلها. ومع ذلك، على أجهزة الكمبيوتر، هناك فصل واضح بين ذاكرة الوصول العشوائي للنظام وذاكرة VRAM لبطاقة الرسومات، الأمر الذي يتطلب إدارة تدفق البيانات عبر نقاط مختلفة ويتطلب المزيد من العمل من المطورين للاستفادة الكاملة من واجهة برمجة التطبيقات.
الميزة بالنسبة للاعبي الكمبيوتر الشخصي هي أنه، في الممارسة العملية، يمكن لذاكرة الوصول العشوائي للنظام أن تعمل كذاكرة مؤقتة، السماح بالأحمال التدريجية وتقليل تأثير الاختناقات المحتملة الناتجة عن الوصول إلى التخزين الثانوي.
القيود الحالية ومستقبل التكنولوجيا
في الوقت الحالي، القيد الرئيسي هو توفر الألعاب المتوافقةعلى الرغم من وجود دعم للأجهزة وأنظمة التشغيل، إلا أنه يتعين على المطورين دمج واجهة برمجة التطبيقات (API) منذ مرحلة تصميم اللعبة، مما يجعل اعتمادها تدريجيًا. ومع ذلك، من المتوقع أن نشهد في السنوات القادمة زيادة تدريجية في عدد الألعاب التي تستفيد من جميع مزاياها.
حاجز آخر هو الحاجة إلى وجود معدات حديثة كافية، خاصةً فيما يتعلق بمحرك أقراص الحالة الصلبة NVMe ووحدة معالجة الرسومات. ومع ذلك، يزداد معدل ترقية الأجهزة لدى المستخدم العادي، ومن المتوقع أن يصبح هذا التحديث معيارًا في معظم أجهزة الكمبيوتر المخصصة للألعاب في المستقبل القريب.
في نهاية المطاف، يمثل هذا التقدم أحد أقوى ابتكارات الجيل الأحدث في مجال ألعاب الكمبيوتر. بتحرير وحدة المعالجة المركزية من المهام الحرجة والسماح لبطاقة الرسومات بتولي إدارة البيانات، يُبشر هذا بألعاب أكثر تعقيدًا، وأوقات تحميل شبه معدومة، وسيناريوهات أكثر ثراءً وديناميكية، كل ذلك دون التضحية بالأداء. إذا كان لديك جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows 11، وقرص SSD NVMe، ورسومات حديثة، فقد حان الوقت للاستعداد لمستقبل الألعاب.
