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DirectStorageとGPU解凍の真実:PCIe Gen4 NVMeがSATA SSDより5倍速くならない理由

365Finds Editorial
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診断マトリクス:SSD規格とゲームロード時間の測定比較

500MB/sのSATA SSDから7000MB/sのPCIe Gen4 NVMe SSDに買い替えても、従来のゲームではロード時間が1秒程度しか短縮されません。この現象はCPUのデータ解凍能力がボトルネックとなっているために発生します。

ドライブ規格シーケンシャル読込従来のゲームロード時間DirectStorage 1.2(GPU展開)
7200rpm HDD約 160 MB/s45〜90秒非対応(描画遅延多発)
SATA III SSD約 550 MB/s8〜14秒約 4.5秒
PCIe Gen3 NVMe約 3,500 MB/s7〜11秒約 1.5秒
PCIe Gen4 NVMe約 7,300 MB/s6.5〜10秒約 1.1秒(瞬時ロード)

なぜ従来のゲームではNVMeの超高速性が活きないのか

ゲームのテクスチャやアセットは圧縮されてディスクに保存されています。従来の方式では、SSDから読み出されたデータをCPUが1コアずつ解凍してVRAMへ転送していたため、CPUの処理速度が上限となり、SSDが性能を持て余していました。

DirectStorageによるブレイクスルー

DirectStorageは「BypassIO」によりWindowsのファイルスタックを迂回し、圧縮データを直接GPUに転送してGPUのシェーダーで超並列解凍を行います。これにより、NVMeの帯域幅がフル活用され、ロード画面の消滅やテクスチャ遅れ(Pop-in)が解消されます。

動作要件の確認

Win + G でXbox Game Barを開き、設定 -> 「ゲーム機能」からDirectStorageおよびBypassIOの対応状況を確認してください。