DirectStorage und GPU Decompression: Revolution für PC-Spiele

Moderne Spiele werden immer umfangreicher: riesige Spielwelten, hochauflösende Texturen und komplexe Physik sorgen für enorme Datenmengen. Doch selbst die schnellsten SSDs stoßen mitunter an ihre Grenzen, wenn es um das sofortige Laden von Spieldaten geht - und der Prozessor wird dabei häufig zum Engpass. Um dieses Problem zu lösen, hat Microsoft die Technologie DirectStorage vorgestellt, ergänzt durch GPU Decompression. Diese Innovation ermöglicht es der Grafikkarte, direkt auf Spieldateien zuzugreifen und sie ohne Zwischenschritt über die CPU zu entpacken.

Was ist DirectStorage?

DirectStorage ist eine Technologie von Microsoft, die den Ladevorgang von Spielen beschleunigt, indem sie eine direkte Verbindung zwischen NVMe-SSD und Grafikkarte (GPU) herstellt und so den Prozessor (CPU) umgeht.

Bisher mussten Spieldateien, Texturen oder Modelle zunächst vom Prozessor entpackt und über den Arbeitsspeicher zur Grafikkarte übertragen werden. Selbst bei schnellen NVMe-SSDs führte dieser Umweg oft zu Verzögerungen.

Mit DirectStorage hat sich dieser Ablauf grundlegend verändert: Komprimierte Spieldaten werden direkt von der SSD gelesen und direkt zur GPU geschickt, wo sie dann entpackt werden. Das entlastet die CPU erheblich und steigert die Gesamtperformance beim Laden von Inhalten.

Ursprünglich auf der Xbox Series X|S eingeführt, kam DirectStorage später auch für Windows 10 und 11 - allerdings ist die volle Unterstützung dank optimiertem DirectX 12 Ultimate und dem neuen Storage Stack erst unter Windows 11 gegeben.

Das Ergebnis: nahezu sofortige Ladezeiten, weniger Ruckler beim Wechsel zwischen Spielbereichen und ein nahtloses Open-World-Erlebnis - ein Standard, der ursprünglich Konsolen vorbehalten war, aber nun auch PC-Spielern zur Verfügung steht.

Wie funktioniert DirectStorage und welche Rolle spielt GPU Decompression?

Um zu verstehen, wie DirectStorage die Ladezeiten verkürzt, lohnt ein Blick auf die Unterschiede zwischen dem alten und dem neuen Ansatz. Früher verlief der Datenpfad so: SSD → CPU → RAM → GPU. Die CPU war der Flaschenhals, da sie für das Entpacken und Übertragen aller Ressourcen zuständig war - gerade bei Spielen, die tausende kleine Dateien gleichzeitig laden.

DirectStorage vereinfacht diesen Prozess. Daten wandern direkt von der NVMe-SSD zur Grafikkarte, unterstützt durch moderne DirectX 12 Ultimate Funktionen. Hier kommt GPU Decompression ins Spiel: Die Grafikkarte übernimmt das Entpacken von Formaten wie GDeflate, die speziell für parallele Berechnungen optimiert sind.

Dadurch wird die CPU deutlich entlastet und der Datenstrom beim Laden beschleunigt. Die GPU, mit ihren tausenden Recheneinheiten, erledigt die Dekompression um ein Vielfaches schneller als der Prozessor.

Das Resultat: Texturen werden nahezu augenblicklich nachgeladen, Übergänge zwischen Spielbereichen verlaufen fließend, und auch in großen Titeln wie Forspoken oder Diablo IV sind die Ladezeiten und die Stabilität spürbar verbessert, wenn DirectStorage samt GPU Decompression zum Einsatz kommt.

Systemanforderungen und Kompatibilität

Um das volle Potenzial von DirectStorage auszuschöpfen, muss das System bestimmte Hard- und Softwarevoraussetzungen erfüllen. Die beste Unterstützung bietet Windows 11, da hier der optimierte Storage Stack und DirectX 12 Ultimate voll integriert sind. Eine Grundkompatibilität besteht zwar auch mit Windows 10, jedoch ohne die Effizienzvorteile der neuesten Version.

• NVMe-SSD: Nur NVMe-Laufwerke bieten die nötige Bandbreite und niedrige Latenz für blitzschnellen Spieldatenzugriff. SATA-SSDs werden zwar erkannt, profitieren aber nicht merklich von DirectStorage.
• Moderne Grafikkarte: GPU mit Unterstützung für DirectX 12 und Shader Model 6.0 oder neuer - dazu zählen NVIDIA GeForce RTX (ab Serie 2000), AMD Radeon RX 6000 und neuer sowie Intel Arc.
• Aktuelle Treiber: Für GPU Decompression und GDeflate-Formate sind die neuesten Treiberversionen aller Hersteller erforderlich.

Für Gamer unter Windows 11 ist in der Regel keine zusätzliche Konfiguration nötig - kompatible Hardware wird automatisch erkannt und DirectStorage aktiviert sich bei unterstützten Spielen von selbst. Entwickler greifen auf das DirectStorage SDK zurück, das im Microsoft-Toolpaket enthalten ist.

Unterstützte Spiele und Beispiele für die Integration

Noch ist die Liste an Spielen mit DirectStorage-Unterstützung überschaubar, wächst aber stetig. Das erste vollumfängliche Beispiel war Forspoken von Square Enix, das 2023 eindrucksvoll zeigte, wie Ladezeiten von mehreren Sekunden auf wenige Momente reduziert werden können. Besonders auf NVMe-SSDs mit GPU-Unterstützung war der Unterschied sofort spürbar: Die Welt öffnete sich ohne klassische Ladebildschirme, Texturen wurden nahtlos nachgeladen.

Mittlerweile testen auch andere große Studios die Technologie. In Titeln wie Diablo IV, Ratchet & Clank: Rift Apart und Call of Duty: Modern Warfare III kommt DirectStorage zumindest teilweise zum Einsatz, etwa in Form optimierter Ladewege und schnellerer SSD-Abfragen.

Microsoft treibt DirectStorage als neuen Standard voran, vor allem für Projekte auf Basis von Unreal Engine 5 und Unity 6. Diese Engines bieten bereits native API-Unterstützung, was die Integration für Entwickler deutlich vereinfacht.

Auch abseits von Spielen hält DirectStorage Einzug, etwa in 3D-Visualisierungstools, bei denen riesige Texturmengen oder Architekturmodelle in Echtzeit geladen werden müssen. Die Technologie wird so auch für Grafik- und Content-Profis immer interessanter.

DirectStorage vs. NVMe: Wo liegt der Unterschied?

Viele verwechseln DirectStorage mit NVMe-SSDs und nehmen an, beides sei dasselbe. Tatsächlich ist NVMe ein Hardware-Interface, während DirectStorage eine Software-Technologie ist, die deren Potenzial erst richtig ausnutzt.

NVMe-SSDs bieten bereits hohe Lese- und Schreibraten. Ohne DirectStorage laufen sie aber weiterhin nach dem alten Schema: Die CPU liest und verarbeitet die Daten, bevor sie an die GPU weitergeleitet werden. Gerade bei Open-World-Spielen, die ständig neue Ressourcen nachladen, entstehen hier unnötige Verzögerungen.

DirectStorage macht die SSD nicht physisch schneller, ändert aber den Datenfluss: Dateien gelangen direkt von der SSD zur Grafikkarte, unabhängig von der CPU-Bandbreite. Das steigert nicht nur die Ladegeschwindigkeit, sondern sorgt auch für stabile Bildraten, da Mikroruckler durch langsame Nachladeprozesse entfallen.

Tests von Microsoft und den Entwicklern von Forspoken zeigen: Mit identischer NVMe-SSD konnten Szenen mit DirectStorage 2-3 Mal schneller geladen werden. Die zusätzliche GPU-Decompression reduzierte die CPU-Auslastung um bis zu 40 %.

Fazit: NVMe-SSDs sind das Fundament, DirectStorage der Schlüssel, der ihre volle Leistungsfähigkeit für den Gaming-Alltag erschließt.

So aktivieren Sie DirectStorage unter Windows 11

In den meisten Fällen wird DirectStorage automatisch aktiviert, sobald Ihre Hardware und Ihr System kompatibel sind. Wer jedoch sichergehen möchte, kann die Aktivierung selbst überprüfen - besonders, wenn das Maximum aus SSD und Grafikkarte herausgeholt werden soll.

1. Windows-Version prüfen: DirectStorage läuft optimal unter Windows 11 ab Version 22H2. Unter Windows 10 steht die Technik nur eingeschränkt zur Verfügung.
2. NVMe-SSD sicherstellen: Nur NVMe-Laufwerke liefern die erforderliche Geschwindigkeit. SATA-SSDs oder HDDs bringen keinen Vorteil, selbst wenn das Spiel DirectStorage unterstützt.
3. Grafikkartenkompatibilität prüfen: NVIDIA GeForce RTX (ab 2000er-Serie), AMD Radeon RX 6000 und neuer sowie Intel Arc sind voll kompatibel. Halten Sie die Treiber stets aktuell.
4. Spiele mit DirectStorage installieren: Die Technologie aktiviert sich automatisch bei Titeln mit entsprechender Unterstützung, zum Beispiel Forspoken.
5. Status über Xbox Game Bar oder SDK prüfen: In der Xbox Game Bar lässt sich erkennen, ob ein Spiel DirectStorage nutzt. Entwickler können das DirectStorage SDK für eine detaillierte Diagnose verwenden.

Wenn alle Komponenten den Anforderungen entsprechen, ist keine manuelle Aktivierung nötig - die Funktion wird automatisch genutzt, sobald ein unterstütztes Spiel gestartet wird.

Die Zukunft von DirectStorage

DirectStorage hat sich bereits als ein Schlüsselbereich in Microsofts Technologie-Portfolio etabliert - sein volles Potenzial steht aber erst am Anfang. Aktuell wird die Technik von wenigen Spielen unterstützt, doch mit der Integration in Unreal Engine 5 und Unity 6 wird die Zahl der Projekte mit nativer DirectStorage-Unterstützung rasant steigen.

Immer mehr Studios setzen auf GPU Decompression, um Ladezeiten zu minimieren und die Abhängigkeit vom Prozessor zu verringern - insbesondere bei Open-World-Spielen und datenintensiven Anwendungen.

Parallel dazu erweitert Microsoft die Entwickler-Tools, um die Integration von DirectStorage noch einfacher zu machen. Das bedeutet: In den kommenden Jahren werden nicht nur mehr Spiele, sondern auch Anwendungen aus Bereichen wie 3D-Modellierung, VR und professionelle Visualisierung von der Technik profitieren.

DirectStorage entwickelt sich so zum neuen Standard für die Kommunikation zwischen Massenspeicher und Grafikkarte - und hebt die Möglichkeiten moderner NVMe-SSDs und GPUs auf ein ganz neues Level.

Fazit

DirectStorage ist weit mehr als nur ein weiteres Windows-Update - es ist ein echter Technologiesprung für die Performance von Spielen und Anwendungen. Die direkte Datenübertragung von der SSD zur Grafikkarte beseitigt Engpässe und ermöglicht nahezu sofortige Ladezeiten. Das entlastet den Prozessor, erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit und verhindert Mikroruckler beim Nachladen von Texturen.

Für Gamer bedeutet das flüssiges Gameplay und kürzere Wartezeiten zwischen den Szenen. Entwickler wiederum können noch größere und detailliertere Welten erschaffen - ohne Kompromisse bei der Geschwindigkeit.

Mit dem wachsenden Hardwareangebot und Microsofts Unterstützung wird DirectStorage Schritt für Schritt zum festen Bestandteil des modernen PC-Gaming und zum Standard für zukünftige Spielegenerationen.