Windows 11/10のDirectStorageとは?仕組み・必要スペック・有効化のポイントを徹底解説

ゲームは10年前とはまったく違う進化を遂げています。かつてのゲームはキャラクター数もレベル数も少なく、マップもシンプルだったため、PCのRAMなどリソースへの負荷はそれほど大きいものではありませんでした。しかしSSDの登場により状況は一変します。通常のHDDの約10倍の速度でデータを読み込めるSSDのおかげで、ゲームパフォーマンスは大幅に向上しました。

さらにSSDは進化を続け、NVM Express(NVMe)が登場しました。NVMeは従来のSATAインターフェースではなくPCIeバス経由でストレージデータへアクセスできる規格で、現在では書き込み5,000Mbps、読み込み7,000Mbpsという超高速なSSDも普及しています。

ところが技術革新に伴いゲームも高度化し、NVMeをもってしても最新ゲームの要求に追いつけなくなってきました。今日のゲームでは、美しいキャラクターや環境を描画するために数十GBものデータが必要です。ここで登場するのがDirectStorage APIです。この新しいAPIをWindowsで活用すれば、超高速ドライブの性能を最大限に引き出し、ユーザーに快適なゲーム体験をもたらせます。どのような仕組みなのでしょうか。詳しく見ていきましょう。

DirectStorage(ダイレクトストレージ)とは?

DirectStorageは、Microsoftが提供する低レベルのストレージAPI(Application Programming Interface)で、データストリーミングのオーバーヘッドを排除することで、ゲームのロード時間やテクスチャのポップイン(遅延表示)を削減する技術です。ほぼ瞬時に近い超高速ロードを実現し、要するにGPUが無駄なルートを通らずにゲームデータを直接受け取れるようにするものです。

ゲーマーなら、グラフィックスやテクスチャの読み込み中に発生する遅延を経験したことがあるでしょう。DirectStorageを使えば、テクスチャのレンダリングが高速化され、ゲーム世界の描写品質が向上し、全体の速度とパフォーマンスが改善されます。ロード画面で止まってしまう場面でも、ロード時間を大幅に短縮できます。

なお、この機能はXbox Series X/Sに搭載されているゲームロード技術をベースとしています。

DirectStorageなしでの従来のロードプロセス

まず、DirectStorageを使わずにゲームがファイルを読み込む仕組みを理解しておきましょう。従来の方式では、ゲームはPCのRAMから圧縮データを要求し、そのデータはCPUによって解凍されてから、GPUがレンダリングに使えるようになります。しかし圧縮の関係上、CPUとGPUの間にボトルネックが発生しがちです。これは旧来のプロセスであり、ロード時間の長期化やフレームレート低下の一因となっています。

DirectStorageはこのCPUによる解凍処理を不要にします。その結果、GPUがDirectStorage API経由でデータを要求すると、大量の圧縮データがRAMからGPU(VRAM)へ直接転送され、GPU側で解凍して画面に描画されます。

つまり簡単に言えば、このAPIはゲームデータをHDDからシステムのRAMへ移し、そこからGPUへ渡してレンダリングさせる仕組みです。ロード時間をほぼ排除し、テクスチャのポップインを減らすことで、ゲームを大幅に高速化します。

DirectStorageの仕組み

DirectStorageがどのように動作するのか、もう少し詳しく掘り下げてみましょう。このストレージAPIは従来型のAPIと比べて大幅な改善を提供しており、主なメリットは次の2点です。

• CPUでの解凍が不要になる: ゲームデータがPCのRAMにコピーされた後、CPUレベルでの解凍は不要になります。代わりにDirectStorage独自のGPU解凍技術が使われ、GPUは大量の圧縮データを一度に受け取っても、グラフィックスのレンダリングを待つことなく進められます。このため、CPUより高速にデータを解凍できる、最新のハイエンドGPUが事実上必須となります。
• NVMe SSDの高速性を最大限に活用: DirectStorageは、GB/s級の速度と帯域幅を持つNVMe SSDの性能を活かせる設計になっています。これはMB/s帯で動作する旧式のゲーム向けAPIとは比較になりません。

Windows 11/10でDirectStorageを有効にするには?

ここで重要なのは、DirectStorageがあくまで「API」だということです。実際に利用するにはゲーム開発者が実装する必要があり、ユーザー側で設定をオンにする操作はありません。ゲームがDirectStorageに対応していて、デバイスが要件を満たしていれば、自動的に有効になります。ユーザーが確認すべきなのは、以下のシステム構成です。

• PCIe 3.0以上のインターフェースを持つNVMe SSD(最高性能を引き出すにはPCIe 4.0が望ましい)。ボリューム容量は最低1TB以上。
• DirectX 12 Ultimate仕様に対応したグラフィックスカード。例：NVIDIA RTX 2000シリーズ、RTX 3000シリーズ、AMD RDNA 2搭載モデルなど。
• プレイするゲーム側がDirectStorage APIを実装していること。
• Windows 10 バージョン1909以降(またはWindows 11)。

DirectStorageの性能比較：Windows 11 vs Windows 10

Windows 10ユーザーの方は落胆しないでください。ただし正直に言うと、DirectStorageはWindows 10よりもWindows 11の方が速く動作します。その理由は、OSが持つストレージスタックの違いです。Windows 11は最初からDirectStorageを念頭に設計されており、新しいストレージスタックの最適化によって、ゲームはより大きな恩恵を受けられます。

つまり、どれほど高性能なハードウェアを揃えても、Windows 10ではDirectStorageがフルポテンシャルを発揮できません。一方Windows 11なら、DirectStorageの能力を余すところなく活かせます。最先端のゲーム体験を求めるなら、新OSへのアップグレードを検討する価値は十分にあるでしょう。

まだ新しい技術ですが、DirectStorageの普及により、開発者は高精細なグラフィックスを持つゲームを、重いロード時間なしに作れるようになります。ユーザーの視点で見れば、これまでにない没入型のゲーム体験が得られるだけでなく、ゲーム以外のPC作業も快適になる可能性があります。

よくある質問

DirectStorageに対応しているWindows 10のバージョンは?

DirectStorageはWindows 10 バージョン1909以降でサポートされています。

DirectStorageに最適なWindows OSは?

Windows 11が最適です。Windows 11には新しいストレージスタックの最適化が組み込まれている一方、Windows 10はレガシーなストレージスタックを採用しているためです。

DirectStorageは新しいAPIなの?

いいえ。DirectStorage APIはすでにMicrosoftのXbox Series X/Sコンソールに実装されています。

私のPCはDirectStorageに対応していますか?

以下の条件を満たしていれば、DirectStorageに対応しています。

• PCEe(PCI Express)バス3.0以上のNVMe(Non-Volatile Memory Express)
• 1TB以上の容量を持つNVMe SSD
• DirectX 12 Ultimate対応GPU
• Windows 11、またはWindows 10 バージョン1909以降

DirectStorageはリリース済み?どこからダウンロードできる?

DirectStorageの開発者向けプレビューは2021年7月に公開されました。現在はmicrosoft.comからDirectStorage API for PCをダウンロードできます。