ドライブが重要：XboxとPlaystationでSSDを使用することがコンソールゲームの新時代の到来を告げる理由

次世代のゲームコンソールが今年登場し、XboxシリーズXとPlaystation 5を取り巻く誇大宣伝は1年以上沈静化していません。噂だけでなく、実際の技術的な詳細はゆっくりと漏れました。今日、これらのコンソールについては、発表後も、発売前であっても、将来のPCプラットフォームについて通常知っていることと比べると、まだほとんど知りません。 ... MicrosoftとSonyの最大パフォーマンスに関連する数値はいくつかありますが、仕様の完全なリストではありません。



新しい世代のコンソールは、CPUとGPUの両方でより強力になりますが、これは新しい世代のそれぞれに当てはまります。コンソールチップがマイクロアーキテクチャーを更新するのは、それらが元となったAMDのCPUとGPUと同じ方法です。より興味深いのは、新しいコンソールのデータストレージスキームの変更です。これらは、PC市場に追随して機械式ハードドライブからソリッドステートドライブに切り替えるだけでなく、それを追い越して、ソリッドステートドライブの使用から最大の利益を得ようとしています。





Xboxシリーズの内部X



SSDは、驚異的なシステムパフォーマンスの改善によりPC市場に革命をもたらしました。インストールと読み込みの速度を上げることでゲームの勝ちとなりましたが、ドライブを高速に操作することで、ゲームがその場でデータを読み込むときの遅延を減らし、動作が途切れることもなくなります。近年、NVMeソリッドステートドライブ紙の上では、速度はSATAインターフェイス上のソリッドステートドライブで可能な原則よりも数倍高速でしたが、プレイヤーにとっては前者の利点はかなりぼやけていました。常識では、この不満の原因は2つあるとされています。まず、既存のコンソールとそれほど進歩していないPCにはソリッドステートドライブがないため、ほとんどすべてのゲームとゲームエンジンはハードドライブから再生できるように設計されています。ゲームプログラマーは、ハードドライブを使用するときにゲームを完全に再生不可能にしないと、NVMeの利点を十分に活用できません。第2に、SATA SSDはすでにボトルネックのタイトルをシステムの他の部分、たとえばデータの解凍プロセスに転送するのに十分高速です。他のものをスピードアップする必要があるソリッドステートドライブに加えて、ゲームがNVMeパフォーマンスのすべての利点を享受し始めるために。



MicrosoftとSonyは、新しいコンソールでこれらの問題の両方に取り組んでいます。すぐに、ゲーム開発者は、ユーザーがコンソールとPCの両方で非常に高速なストレージデバイスを使用することを安全に想定できます。さらに、新世代のコンソールには、非常に高速なソリッドステートドライブを備えたミッドレンジPCの場合のボトルネックを解消するように設計された追加のハードウェアが追加されます。ただし、現時点では、将来のデバイスを宣伝する誇大宣伝しかありません。どちらの会社も、特にソリッドステートドライブの分野で、将来のコンソールの新機能を詳しく調べようとすると、状況を誇張または単純化しすぎているように見えます。そして、これらのコンソールはまだ市場に出ていないクローズドプラットフォームであるため、最も興味深い技術的詳細のいくつかはまだ秘密にされています。







PS5（特にそのソリッドステートドライブ）に関する公式の技術情報の主な情報源は、リードデザイナーのマークサーニーです。 3月に、彼はPS5の技術面について1時間ごとのレポートを作成し、運転時間の約3分の1を費やしました。それほど公式ではない情報源には、PS5に関連していると思われるソニーの特許出願が含まれています。これには、そのコンソールのストレージテクノロジーに関する確認済みの詳細に適合するものが含まれます。この特許により、PS5の開発中に同社が検討したアイデアの多くが明らかになり、それらの多くは最終製品に含まれる可能性があります。



マイクロソフトは、特にDigitalFoundryのWebサイト（PS5についても詳しく説明しています）に関して、細かい流れで技術的な詳細を漏らし、定期的なブログの投稿やインタビューの情報を分散させることにしました。そこで、同社はストレージに関連する多くのテクノロジー（Xbox Velocity Architectureなど）の登録名を公開しましたが、多くの場合、テクノロジー自体の名前は別として、それについてそれ以上何も知りません。



公式の情報源に加えて、パートナーや業界の他の情報源からさまざまな品質のリーク、コメント、噂が寄せられています。これらは確かに話題を維持するのに役立ちますが、特にコンソールでのSSDの使用に関する技術的な詳細はほとんどありません。新しいコンソールで何が可能で何が起こりそうかを分析する必要があるギャップはまだたくさんあります。

これらのコンソールのSSDについて私たちは何を知っていますか？

MicrosoftとSonyは、NVMeのような専用SSDを使用していますが、異なる点で「特別」です。ソニーのソリューションは、マイクロソフトのソリューションの速度を2倍にすることを目指しており、かさばるものではありませんが、間違いなく高価になります。一般に、Sonyソリッドステートドライブのパフォーマンスは、年末に小売りされるはずの最も高価なPCIe 4.0 NVMe SSDに匹敵するはずです。MicrosoftSSDは、エントリーレベルのNVMeドライブよりも優れています。ただし、どちらのオプションも、メカニカルハードドライブやSATA SSDからの大きな一歩です。



ソリッドステートドライブの確認済み仕様



コンソールSSDの最も重要で印象的な指標は、シーケンシャル読み取り速度です。ソリッドステートドライブへの書き込み速度は実質的にビデオゲームのパフォーマンスに影響を与えません。ゲームがブロックでデータを読み取る場合、そのサイズは通常4 kbを超えます-ソリッドステートドライブの速度インジケーターが計算されるボリューム。 Microsoftの2.4GB /秒の読み取り速度は、機械式ハードディスクドライブより10〜20倍高速ですが、PCIe 3.0 x4を少なくとも3.5 GB /秒の速度で飽和させることができる現在の高速コンシューマーSSD標準よりもはるかに遅い...ソニーの5.5 GB /秒は、Phison E16コントローラー上の現在のPCIe 4.0 SSDよりもわずかに高速ですしかし、高速コンシューマーSSD市場のすべての競合他社は、すでに独自の高度なソリューションを準備しています。登場する頃には、PS5のSSDのパフォーマンスは驚くべきものではありません。他の高度なSSDに匹敵し、高速ドライブでは予算に収まらない他のコンソールと低コストPCのみを上回ります。



ソニーは、SSDが12チャネルNANDフラッシュインターフェイスを備えた専用コントローラーを使用していることを明らかにしました。これはおそらく、システムと一般的なコンシューマソリッドステートドライブの最も重要な違いです。通常、高速コンシューマSSDは8チャネルコントローラを使用しますが、最も単純なドライブは4チャネルコントローラを使用します。サーバーSSDには、特に多くの帯域幅を必要とするチャネルが多く見られます。 16チャネルコントローラの方が一般的ですが、12チャネルと18チャネルのコントローラがあります。ソニーは最新のコンシューマーストレージデバイスよりも多くのチャネルを使用しているため、コントローラーが異常に大きく高価になります。しかし、その一方で、各チャネルを超高速にする必要はありません。5.5 GB /秒の目標を達成するため。 64層のTLC NANDを使用して十分なパフォーマンスを得ることができますが、これを達成しようとするコンシューマーSSDは、より高速で高速なNANDフラッシュとペアにする必要があります。



12チャネルコントローラーは、異常に大きな最大ボリュームも提供します。コンソールSSDは、一般的なコンシューマーSSDよりも大きくする必要はないため、50％多いチャネルは50％大きな容量を意味します。 PS5には「825 GB」のスペースがあります。つまり、各チャネルには64 GiBのNANDが搭載され、1つの512 Gb（64 GB）ダイ、またはチャネルごとに2つの256 Gb（32 GB）チップで構成されます。つまり、NANDの公称サイズは768 GiB、つまり824.6 GBになります。その上の空き領域は、予約領域を除いて、製造元が「750 GB」と書き込んだドライブと同じである可能性が高いため、Sonyの825 GBは10％以上の誇張であり、どんな弁護士もそのように興奮します。



ソニーが独自の高速NVMeコントローラを開発することを期待するのは非現実的であり、まるで独自のプロセッサまたはGPUを開発するのと同じように、言及する価値はあります。彼女は既存のコントローラーの製造元と合意に達し、おそらく既存の技術で作られた自分用の特別なコントローラーを注文する必要がありましたが、このパートナーが正確に誰であるかはわかりません。



マイクロソフトのソリッドステートドライブは、最新のPCで見られるものを超えることはありません。今日、OEM向けのSATA SSDはすでにステージを通過していますが、コンソールの価格でPC向けのテラバイト全体がユーザーにとって非常に興味深い提案になります。 Microsoftは通常の容疑者の1人（おそらくPhison E19T）の既製のコントローラーを使用することを決定し、ドライブ自体は最大のメーカーの1つによって製造されたとさまざまな情報筋が述べています。ただし、会社は特別なフォームファクターの使用を宣言でき、おそらく特別なファームウェアを使用できます。



どちらの会社も、Sonyの12チャネルコントローラー以外のSSDの内部に関する情報を共有していませんが、それらのサイズと速度から、彼らに何が期待できるかがわかります。ソニーはTLC NANDを使用することを決定し、マイクロソフトのより遅い目標はQLC NANDとより一致しています。 2.4 GB /秒は、Intel 665pなどの現在の4チャネルQLC（約2 GB /秒）で見られるものよりわずかに大きいが、Sabrent Rocketなどの8チャネルQLCよりははるかに少ないQ（1 TBモデルの場合は3.2 GB /秒）。 TLC NANDを備えた4チャネルドライブがMicrosoftの説明に最も適していますが、Phison E19Tなどの新しい4チャネルコントローラは、正しいQLC NANDオプションでこれらの速度をサポートする必要があります。近い将来、どのコンソールでもQLC NANDを使用して倍速バージョンを入手できる可能性があります。元のモデルと同じパフォーマンスを達成するため。

DRAMがなければ、何ですか？

書き込みとランダム読み取りの特定のインジケーターがないと、DRAMなしのコンソールでの使用の可能性を排除できません。-コントローラ。 DRAMキャッシュドライブのフラッシュトランスレーションレイヤー（FTL）をテーブルに含めると、基本的に2つの方法でパフォーマンスが向上します。ドライブがバックグラウンドでデータを操作するのに十分である場合は書き込み速度の低下を防ぎ、すべてからデータを読み取るときのランダムアクセス速度を向上させます。ドライブ。これら2つのケースは、コンソールには特に適していません。一度に1セットのゲームデータのみを読み取り、アクセスすることに重点が置かれています。ゲームのインストールサイズが100〜200 GBに達しても、ゲームで一度に使用されるデータ量は数十GBを超えないため、DRAMレスドライブは、コントローラー自体に十分な量のSRAMがあれば、これに簡単に対応できます。マイクロソフトの場合、DRAMlessを選択する可能性が非常に高いです。他の状況で12チャネルのDRAMレスコントローラーを見るのがおかしい場合は、Sonyにとってこのオプションが適しているように見えます（マルチチャネルに費やす費用を節約できます）。



前述のソニーの特許は、DRAMレスコントローラーをコンソールで使用するために準備する方法を詳しく説明しています。物理アドレスと論理アドレスのマッピングテーブルのFTL部分をコントローラーのSRAMにキャッシュする代わりに、SonyはこのテーブルをSRAMバッファーに収まるほど小さくすることをお勧めします。フラッシュメモリの各TBの一般的なSSDには、1 GBのDRAMがあります。これは、FTLが4KBフラッシュメモリを処理する方法の直接的な結果です。より大きなブロックでメモリを操作すると、テーブルを格納するためのメモリ要件が減少します。欠点は、小さな情報の書き込みが遅くなることです。 Western Digitalは、FTLに4KBではなく32KBを使用する専用の産業用ソリッドステートドライブを販売しており、結果として必要なDRAMが8分の1になります。このSSDのランダム書き込み速度はひどいですが、読み取り速度は競争力があります。ソニーの特許は、32KBをはるかに超えてFTLに128MBブロックを使用することを提案しており、これによりテーブルサイズが数キロバイトに削減されます。これを行うには、システムはドライブに何をいつ書き込むかという問題に慎重に取り組む必要がありますが、ゲームが依存する読み取り速度はこれに影響されません。これに悩まされることはありません。これに悩まされることはありません。



つまり、Sonyのソリッドステートドライブが目的のモードで非常に高速に動作する場合、Windows PCにインストールしたくないと主張する準備ができています。同じことがおそらく、Microsoftのソリッドステートドライブにも当てはまります-作成するファームウェアの種類によって異なります。

拡張性

マイクロソフトとソニーの両方が、将来のコンソールでNVMeストレージを拡張するオプションを提供しています。 Microsoftは、コンソールのカートリッジがテラバイトではなくメガバイトに変更され、USBフラッシュドライブが一般的でなかった時代を彷彿とさせるSSD用の特別な取り外し可能なフォームファクターを作成する予定です。すべてのコンポーネントが同じであるため、拡張カードは内部ストレージと機能的に同じになります。欠点は、マイクロソフトがそのようなカードの製造と販売を管理することであり、これがカードのコストに影響します。これまでのところ、これらの専用拡張カードの販売パートナーとして認められているのはSeagateだけです。



ソニーはその逆を行い、ユーザーに標準のM.2 PCIe 4.0スロットへのアクセスを提供します。要件は完全に明確ではありません。ソニーは互換性リストを公開するためにサードパーティ製ドライブとの互換性をテストする予定ですが、コンソールがリストにないドライブを拒否するかどうかについては言及していません。リストに含めるドライブは、スロットに機械的に装着する必要があり、Sonyの内蔵ドライブと同等のパフォーマンスを提供する必要があります。つまり、これまでのところ、市販のドライブはどれもこの目的に適していませんが、状況は来年劇的に変化します。