Как устроена Velocity — архитектура потоковой передачи данных нового Xbox

Особенно заметно разработчики снизили нагрузку на память.

И PlayStation, и Xbox нового поколения получат быстрые SSD-накопители. Инженеры Microsoft и Sony не просто взяли стандартный SSD и засунули его в консоли: обе компании разработали специальные кастомные решения, заточенные под игры.

Создавать собственные решения пришлось, потому что чистая скорость ничего не решит. Бутылочное горлышко, замедляющее работу всей системы, просто переместится в другое место; чтобы высокопроизводительные SSD могли по-настоящему ускорить игры, требовалось комплексное решение.

Архитектура, разработанная игровым подразделением Microsoft, называется Velocity. Вот что о ней нужно знать.

• Проектируя Velocity, инженеры полностью переделали систему обмена данными консоли. Архитектура состоит из четырех ключевых элементов: NVMe-накопителя, аппаратного декодировщика, Sampler Feedback Streaming и API DirectStorage.
• Отдельный аппаратный декодировщик понадобился, чтобы не нагружать CPU самой консоли. Накопитель может читать данные со скоростью 2.4 ГБ/сек, при использовании кодека пропускная способность возрастает вдвое — декодировка такого объема данных загрузила бы больше половины процессорных ядер консоли.
• В кодировщике реализованы несколько алгоритмов: есть, например, BCPack, специальный алгоритм, реализованный для текстур. Комбинация кодеков позволяет максимально уменьшить объем ассетов, хранящихся на диске.
• Накопитель спроектирован так, чтобы обеспечивать максимально стабильную производительность: заявленная скорость это то, что разработчики могут получить в любой момент, а не пиковый результат.
• С помощью интерфейса DirectStorage разработчики могут самостоятельно определять приоритеты загрузки данных и манипулировать несколькими очередями ввода-вывода — это позволяет минимизировать задержки при получении информации с накопителя.
• Sampler Feedback Streaming позволяет GPU консоли загружать не все уровни детализации одной и той же текстуры, а только те, что нужны для отрисовки конкретного кадра. Технология сильно снижает нагрузку на память: эффективная пропускная способность увеличивается примерно в 2.5 раза.

Благодаря набору кодеков и других технологий Velocity обеспечивает скорость, превосходящую характеристики самого консольного железа. Благодаря этому, отмечают в Microsoft, у разработчиков есть почти мгновенный доступ к 100 гигабайтам данных, хранящихся на SSD и расширяющих оперативную память консоли.