10월 5일 마이크로소프트가 새로운 운영체제 ‘윈도우11’(Windows 11)을 출시하였다. 기존 운영체제인 ‘윈도우10’과 비교하면 사용자 인터페이스 및 디자인이 변경되었고 하드웨어를 효율적으로 사용하면서 성능 및 보안을 더 향상시킬 수 있어서 수많은 PC 사용자들의 관심을 모으고 있다.

▲ 차세대 API로 각광받는 ‘다이렉트스토리지’(이미지: 마이크로소프트 게임 스택)

윈도우11의 여러 가지 특징 중에서도 이색적인 것으로는 ‘다이렉트스토리지’(DirectStorage)가 있다. API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스) 일종인데 스토리지(데이터 저장장치)의 데이터 입출력 과정을 간소화시켜서 게임이나 소프트웨어의 로딩 시간을 획기적으로 단축시키는 것이 특징이다.

마이크로소프트와 게임 개발자들은 다이렉트스토리지가 단순히 게임 로딩 속도를 향상시키는 데 그치지 않고 지금까지 경험해보지 못한 게임 환경을 구축하는 기반이 될 것으로 예견하고 있는데 과연 어떤 특징이 있고, 사용하기 위해서는 무엇이 필요한지 이번 기사를 통해 살펴보겠다.

차세대 게임 환경을 위해 탄생한 다이렉트스토리지

▲ ‘엑스박스 시리즈 X’(좌)와 ‘엑스박스 시리즈 S’(우) (이미지: 엑스박스 홈페이지)

다이렉트스토리지는 마이크로소프트가 지난 해 출시한 게임 콘솔(게임기) ‘엑스박스 시리즈 X|S’(Xbox Series X|S)에 최초로 도입되었다. 엑스박스 시리즈 X|S는 엑스박스 시리즈 가운데 최초로 기본 스토리지가 NVMe SSD인데 HDD용으로 설계된 기존 API로는 데이터 입출력 성능을 최대한 발휘하지 못하여 다이렉트스토리지가 고안된 것이다.

기존 데이터 입출력 API에서는 게임 실행 중 스토리지에 저장된 데이터를 읽어들일 때 [스토리지 -> 시스템 메모리 -> CPU -> 시스템 메모리 -> GPU 메모리(VRAM) -> GPU] 순서로 여러 단계를 거쳐야만 하는데 다이렉트스토리지를 이용하면 스토리지에 있는 데이터가 GPU 메모리로 직행하는 것도 가능하므로 중간 과정이 생략되어서 로딩 속도가 매우 빨라진다.

▲ 다이렉트스토리지와 데이터 압축 · 해제로 NVMe SSD를 최대한 활용 (이미지: Xbox 유튜브 채널)

게다가 NVMe SSD에 저장된 데이터를 압축하여 전송하는 경우 읽기 속도는 2배까지 높아지는데 엑스박스 시리즈 X|S는 CPU에 내장된 압축 기술용 하드웨어 블록을 사용하여 데이터 압축을 신속하게 해제할 수 있다.

다이렉트스토리지와 압축 기술이 조화되면 엑스박스 시리즈 X|S의 NVMe SSD는 최대 4.8GB/s(초당 기가바이트)에 달하는 읽기 속도를 지원하며, 이를 적용한 게임들은 기존 엑스박스 게임을 압도하는 로딩 속도를 보여주고 있다.

▲ 게임 개발 환경을 서서히 바꿔나가고 있는 다이렉트스토리지 (이미지: 유비소프트 커넥트)

한편 게이머 입장에서는 단순히 게임 로딩 속도 개선에 불과하다고 여길 수 있지만 다이렉트스토리지는 많은 가능성을 가지고 있다. 획기적으로 게임 로딩이 개선되면서 개발자들이 훨씬 더 자유롭게 게임을 만들 수 있게 해주기 때문이다.

기존 API로는 아무리 CPU와 GPU · 메모리 성능이 뛰어나도 HDD 대역폭에 맞춰서 실시간으로 보여주는 콘텐츠 양을 정해야 하므로 질적으로나 양적으로나 한계가 따를 수밖에 없다. 게다가 자체적으로 로딩 최적화를 위해 프로그래밍에 개발력을 투입해야 하는데 그것도 만만치 않은 일이다.

다이렉트스토리지를 통해 개발자들은 로딩으로 인한 압박이 크게 해소되므로 다른 곳에 역량을 투입할 수 있고, 이를 통해 미래의 게임은 그래픽과 사운드 · 시스템 등 여러 가지 면에서 발전할 수 있게 된다.

▲ PC용 다이렉트스토리지는 GPU로 데이터 압축을 해제한다 (이미지: 마이크로소프트 게임 스택)

PC용 다이렉트스토리지도 기본 원리는 엑스박스 시리즈 X|S용과 동일한데, NVMe SSD로 압축 기술을 사용하는 경우 하드웨어 블록 대신 GPU로 압축을 해제한다는 차이점이 있다. 일반 데스크톱 프로세서에는 압축 기술용 하드웨어 블록이 없기 때문이다.

현재 PC용 다이렉트스토리지는 개발자용 프리뷰 버전만 공개되었고 실용화를 위한 연구 · 개발이 완료되면 공식 버전이 공개될 것이다.

PC용 다이렉트스토리지 요구 사항

아직 PC용 다이렉트스토리지 공식 버전은 출시되지 않았지만 필요한 하드웨어 · 소프트웨어 정보는 이미 마이크소프트 홈페이지를 통해 공개되어 있다. 어떤 것이 필요한지 하나하나 살펴보겠다.

▲ 현시점 기준으로 순차 읽기 속도가 가장 빠른 NVMe SSD ‘씨게이트 파이어쿠다 530’

첫 번째로 필요한 것은 NVMe SSD이다. PC용 다이렉트스토리지 발표 초기에는 인터페이스로 PCIe 3.0 x4 이상, 저장 용량 1TB 이상을 요구했지만 지금은 그 제한이 사라져서 국제 표준을 준수하는 NVMe SSD라면 모두 지원 대상에 포함된다.

다만 다이렉트스토리지는 작동 원리상 NVMe SSD 성능이 높을수록 게임 로딩 속도도 빨라질 것으로 예상된다. 따라서 PCIe 3.0 x4보다 대역폭이 2배인 PCIe 4.0 x4 인터페이스 기반 NVMe SSD 중 읽기 · 쓰기 속도가 빠른 제품을 선택한다면 향후 PC용 다이렉트스토리지 사용 시 매우 높은 성능을 기대해볼 수 있다.

▲ 다이렉트엑스 12 지원하는 GPU(그래픽카드) 필요

두 번째로 필요한 것은 셰이더 모델 6.0(Shader Model 6.0)을 지원하는 다이렉트엑스 12(DirectX 12) GPU이다. 2016년 이후 출시된 AMD의 라데온 시리즈나 엔비디아(NVIDIA)의 지포스 시리즈, 인텔의 HD 그래픽스 시리즈라면 극히 일부를 제외하고 해당하므로 선택폭이 넓다.

다이렉트스토리지 작동 과정에서 데이터 압축을 해제할 때 GPU를 이용하므로 최신 그래픽카드일수록 게임 로딩이 빨라질 가능성이 있는데 올해에는 여러 가지 사정으로 인해 그래픽카드 가격이 너무나 치솟은 상황이어서 NVMe SSD보다는 업그레이드 순서를 뒤로 미루는 것이 낫다.

▲ PC용 다이렉트스토리지를 100% 활용하려면 윈도우11이 필요하다 (이미지: 마이크로소프트)

세 번째로 필요한 것은 PC용 다이렉트스토리지를 지원하는 운영체제이다. 윈도우10(버전 1909 이상) 또는 윈도우11이다.

마이크로소프트는 처음에 윈도우11만 PC용 다이렉트스토리지를 지원할 것이라고 했지만 결국 윈도우10도 지원 대상에 포함되었다. 최초로 다이렉트스토리지가 도입된 기기인 엑스박스 시리즈 X|S도 윈도우10 기반 운영체제를 사용하고, 적어도 1~2년은 PC 사용자 대다수가 윈도우10을 그대로 사용할 가능성이 높기 때문이다.

다만 소프트웨어 구조상 제약으로 인해 스토리지 스택(자료 구조의 일종) 최적화는 윈도우11에서만 할 수 있다. 즉 PC용 다이렉트스토리지는 윈도우10에서도 작동하지만 최대한 활용하고 싶다면 윈도우11이 필요하다.

윈도우10 정품 사용자라면 무상으로 윈도우11으로 업그레이드 가능하므로 나중에 PC용 다이렉트스토리지 공식 버전과 지원 게임이 출시된 이후 성능을 비교해보고 결정하면 된다.

PC 게임에서도 변혁의 열쇠를 쥔 다이렉트스토리지

▲ 엑스박스 시리즈 X|S 통해 가치가 입증된 다이렉트스토리지 (이미지: 엑스박스 홈페이지)

지난 해 마이크로소프트가 엑스박스 시리즈 X|S를 공개했을 때만 해도 다이렉트스토리지는 개발자들 외에는 크게 관심을 가지는 기술이 아니었지만 지금은 다르다. 엑스박스 시리즈 X|S 게임으로 실효성과 잠재력이 드러났기 때문이다.

특히 PC는 같은 하드웨어로만 제작되는 게임 콘솔과 달리 최신 하드웨어를 장착해 더 높은 성능을 낼 수 있으므로 한층 더 진보한 다이렉트스토리지를 접하는 것도 꿈은 아닐 것이다.

일단은 게임 분야에 시선이 집중된 상황이지만 PC는 게임 외에도 다방면으로 활용하는 만능 기기이므로 다른 소프트웨어 역시 다이렉트스토리지를 통해 이전보다 발전된 모습을 보여줄 여지가 있다.

마침 최근에 윈도우11도 출시되었고 연말도 다가오고 있으니 PC 업그레이드를 준비하는 사람이라면 PC용 다이렉트스토리지 요구 사항도 고려하여 하드웨어를 고르는 것도 생각해보기를 권한다.

방수호 기자/bsh2503@manzlab.com

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