[smartPC사랑=임병선 기자] 지난 2022년 11월, 마이크로소프트(이하 MS)의 다이렉트 스토리지(DirectStorage) 팀에서 DirectStorage 1.1 출시를 알렸다. 아직 다이렉트 스토리지를 적용한 게임은 출시되지 않았지만, 2023년 1월부터 다이렉트 스토리지를 적용한 게임이 하나둘 출시될 예정이다. 다이렉트 스토리지는 과연 무엇이고 어떤 게임이 다이렉트 스토리지를 적용할 예정인지, 게임에서 다이렉트 스토리지를 적용하면 어떤 변화가 생기는지 알아보자.

   

로딩 한계에 다다른 현재 게임 방식

최근 저장 장치는 HDD에서 SATA 방식의 SSD, PCIe(NVMe) 방식의 SSD로 이동하면서 보다 빠른 속도를 지니게 되었다. 덕분에 이전 HDD 기반에서 가능했던 것보다 훨씬 더 많은 대역폭을 제공하게 되었고 빠른 저장 장치를 요구하던 작업 환경도 대폭 향상되었다.

이와 함께 게임도 진화했다. 최신 게임은 이전 게임보다 훨씬 더 많은 용량의 데이터로 구성되어 있으며, 그만큼 더 빠른 속도의 저장 장치를 필요하게 되었다. 하지만 이러한 데이터 로딩 최적화는 공유 메모리와 GPU 액세스 가능 메모리에 맞추기 위해 더 많은 양의 데이터가 필요하다.

하지만 SSD는 HDD보다 빠른 속도를 지녔기 때문에 게임을 로딩할 때 한 번에 다 불러오는 것이 아니라 텍스처와 오브젝트를 더 작은 부분으로 나누고 현재 렌더링되는 장면에 필요한 부분만 불러와 로딩 속도가 더욱 빨라졌다. 이러한 방식은 CPU와 GPU에서 훨씬 더 많은 데이터 요청을 생성하지만, 메모리와 저장 장치 부분에서는 훨씬 더 효율적이며 더 보기 좋은 장면을 제공할 수 있다.

문제는 현재까지의 윈도우 운영체제의 저장 장치 관련 API는 많은 수의 IO 요청에 최적화되어 있지 않다. NVMe SSD의 대역폭까지 확장할 수 없어 게임이 수행할 수 있는 작업을 제한하는 병목 현상이 발생하고 있다. 이 때문에 SATA SSD를 탑재했을 때와 NVMe SSD를 탑재했을 때의 게임 로딩 속도가 별반 차이 없는 것이다.

     

한계를 깨는 다이렉트 스토리지

다이렉트 스토리지는 2020년 출시된 MS의 엑스박스 시리즈 X|S에 적용된 엑스박스 벨로시티 아키텍처(Xbox Velocity Architecture) 기반 기술이다. 원래는 벨로시티 아키텍처용으로 설계된 다이렉트X 제품군의 API를 윈도우 PC에 적용한 기술이다.

다이렉트 스토리지 API는 PC 게임에서 진화하는 저장 장치와 IO 환경에 대한 해결책이다. 다이렉트 스토리지는 NVMe SSD가 탑재된 PC 시스템에서 지원되며 게임 경험을 한 단계 끌어 올려줄 수 있다. 물론, PC 시스템이 다이렉트 스토리지를 지원하지 않더라도 기존 방식대로 게임을 즐길 수는 있다. 하지만 게임을 보다 쾌적하게 즐기고 싶다면 다이렉트 스토리지 사용이 선택이 아닌 필수가 될 것이다.

다이렉트 스토리지는 게임 로딩 시간을 획기적으로 줄이고 게임의 영역을 더 상세하고 광범위하게 만들 수 있다. 게임에서 캐릭터 모습이나 주변 풍경을 모니터에 표현하려면 저장 장치의 데이터를 읽어 들여 GPU에서 연산해야 한다. 캐릭터 모습은 로딩 화면에서 데이터를 읽어 들이면 되지만, 실시간으로 들어오는 주변 풍경은 실시간으로 데이터를 읽어 들이는 방식이다.

따라서 기존 게임은 느린 속도의 저장 장치에 맞춰 주변 풍경의 데이터를 읽어 들이는 속도를 제한했다. 이렇게 하지 않으면 주변 풍경의 모습이 제대로 나타나지 않거나 갑자기 등장하는 팝업 현상이 일어나 게임을 제대로 즐길 수가 없기 때문이다. 그러다 보니 저장 장치가 아무리 빨라봤자 정해진 속도 이상의 성능은 낼 수 없었다. 하지만 다이렉트 스토리지를 활용하면 게임에서 최신 및 최고의 압축 해제 기술로 이러한 병목 현상을 없앨 수 있다.

       

왜 NVMe SSD가 필요한가?

NVMe SSD는 매우 빠른 대역폭을 지닌 저장 장치일 뿐만 아니라 게임 워크로드에 적합한 NVMe 대기열이라는 하드웨어 데이터 액세스 파이프도 지니고 있다. 저장 장치에서 데이터를 가져오기 위해 OS는 저장 장치에 필요한 데이터를 요청하고 각 데이터는 대기열을 통해 전달된다.

NVMe SSD는 HDD나 SATA SSD와 달리 여러 데이터 대기열을 구축할 수 있으며, 그만큼 더 빠른 데이터 전송이 가능하다. 따라서 최신 게임 워크로드의 데이터 병렬 배치 특성과 완벽하게 일치한다. 다이렉트 스토리지 프로그래밍 모델은 개발자가 연결된 하드웨어 시스템에 맞춰 직접 제어할 수 있기 때문에 NVMe SSD에 최적화된 게임을 만들 수도 있다.

또한, 기존 저장 장치 API는 미리 데이터를 요구하는 많은 추가 단계를 발생시켜 불필요한 요청 오버헤드가 발생한다. 이러한 추가 단계는 일반 작업의 특정 부분 중 필요한 데이터 변환과 같은 것일 수도 있다. 하지만 NVMe SSD라면 추가 단계가 필요하지 않다. 시스템에 NVMe SSD가 탑재된 것을 감지한다면 다이렉트 스토리지는 추가 단계가 필요하지 않다고 판단하고 필요한 모든 검사와 작업을 건너뛰어 부하를 줄인다.

이러한 이유로 NVMe SSD는 고성능 차세대 게임을 위한 다이렉트 스토리지 기술 최저 조건으로 채택되었다. 처음 다이렉트 스토리지의 최소 조건 NVMe SSD는 PCIe 3.0x4 이상, 1TB 용량 이상, 셰이더 모델 6.5(다이렉트X 12.2 이상), 윈도우 11이었지만, 현재는 NVMe SSD. 셰이더 모델 6, 윈도우 10 1909 이상으로 변경되었다. 물론, 최적화된 다이렉트 스토리지를 사용하기 위해서는 윈도우 11이 필요하다.

       

어떤 게임에서 적용되나?

아무리 좋은 기술이라도 적용되는 게임이 없으면 아무런 의미가 없다. 현재 다이렉트 스토리지가 적용되는 대표적인 게임은 스퀘어에닉스의 새로운 IP인 ‘포스포큰’이 있다. ‘포스포큰’은 다이렉트 스토리지가 적용되는 최초의 PC 게임이 될 것이다. 원래 출시일이 2022년 11월 예정이었지만, 완성도를 높이기 위해 발매가 연기되었다.

또 다른 게임으로는 EA의 ‘데드 스페이스(리메이크)’가 있다. ‘데드 스페이스’는 호러 TPS 장르의 진수를 보여준 명작 시리즈로, 2008년에 출시되었던 ‘데드 스페이스 1’을 현재에 맞게 리메이크한 작품이다. EA는 ‘데드 스페이스(리메이크)’에 대해 SSD의 성능을 살려 처음부터 끝까지 통합된 로딩 없는 세계를 구현할 것이며, 레이 트레이싱 효과도 넣겠다고 밝혔다. 이미 성공한 바 있는 명작을 현시대에 맞게 다시 보여줄 것인지 기대되는 게임이다.

특히 ‘데드 스페이스(리메이크)’는 SSD에 특화시켰다고 선언한 만큼 최소 사양이 SATA SSD이며, 권장 사양은 PCIe SSD다. 다이렉트 스토리지 지원 여부는 알 수 없지만, PCIe SSD 사용을 권장하는 만큼 적어도 빠른 속도의 NVMe SSD를 활용할 수는 있는 셈이다.

       

다이렉트 스토리지에 적합한 SSD는?

다이렉트 스토리지가 적용된 최신 게임을 제대로 즐기기 위해서는 당연히 NVMe SSD가 필요하다. 그렇다면 어떤 NVMe SSD가 좋을까? 물론 가장 좋은 제품을 고른다면 PCIe 4.0이 적용된 최신 NVMe SSD겠지만, 다이렉트 스토리지가 적용된 게임들은 PCIe 3.0 규격의 NVMe SSD로도 충분할 수 있다.

왜냐하면 기존에 SSD의 사양이 PCIe 3.0x4(32GB/s) 규격이었는데 반해 업데이트된 현재 SSD 사양 조건은 NVMe SSD면 된다고 발표됐기 때문이다. 즉, 기존 SSD 사양보다 낮은 PCIe 2.0x1(5GT/s)부터 PCIe 3.0x2(16GT/s)까지 다이렉트 스토리지를 사용할 수 있다는 얘기다. 따라서 PCIe 3.0 규격의 NVMe SSD를 선택해도 충분히 다이렉트 스토리지 성능을 만끽할 수 있다는 셈이다.

가성비를 고려해 기자가 추천하는 NVMe SSD는 SK하이닉스의 Gold P31 M.2 NVMe SSD다. 이 제품은 PCIe 3.0 규격의 제품 중 최고 수준인 3,500MB/s 순차 읽기와 3,200MB/s 순차 쓰기 속도를 지녔으며, NVMe SSD 중 단연 돋보이는 압도적인 전력 효율성과 낮은 발열 등으로 대중적인 선호도가 높은 제품이다.

특히 SK하이닉스에서 DRAM부터 NAND, 컨트롤러까지 SSD에 탑재되는 핵심 부품을 직접 개발 및 생산하고 있어 타제품보다 뛰어난 품질과 내구성을 갖췄다. 여기에 경쟁력 있는 가격과 국내 보증 A/S로 합리성을 중요시하는 요즘 소비자들에게 인기를 얻고 있다.