¿Son los SSD NVMe una mejora inmediata en los juegos para PC?

Los SSD NVMe otorgan una serie de ventajas por sí mismos en los juegos, en especial gracias al enorme ancho de banda que tienen, lo que permite conseguir sus datos a velocidades tan altas que permiten cambiar por completo el diseño de niveles en los juegos. Pero, ¿realmente son los SSD NVMe el Santo Grial del rendimiento en los juegos o existen limitaciones?

Las unidades sólidas prometen aumentar el rendimiento en los juegos, pero esta afirmación no es del todo cierta y existen una serie de elementos tanto en el hardware como en el software que resultan en limitaciones de los SSD.

Limitaciones de los SSD de cara a los juegos

Hemos hecho una recopilación de los elementos que van a afectar el rendimiento de los SSD en los juegos, ya que aunque van a reemplazar al disco duro también tienen sus limitaciones y no son la panacea que muchos anuncian.

Pocos datos a transmitir desde el SSD

Limitaciones SSD pantalla de carga

Si actualizamos cualquiera de los componentes de nuestro PC entonces veremos un aumento del rendimiento, incluso si instalamos un SSD vamos a ver una reducción en el tiempo de transferencia en comparación con un disco duro convencional. Pero, ¿aprovecha bien el hardware? La realidad es que no.

La gran mayoría de aplicaciones ejecutan los programas desde la RAM, ya que el disco duro es demasiado lento en latencia y ancho de banda como para servir de memoria. Lo mismo ocurre con la memoria NAND Flash, pero a mucha menor escala, por lo que es necesario también copiar los datos hacía la RAM. ¿La diferencia? Los SSD NVMe son varias decenas de veces más rápido y por tanto puede transmitir una mayor cantidad de datos.

Es el código del programa el que se encarga de gestionar los envíos de datos desde el disco a la memoria RAM, por lo que por muy rápida que sea la velocidad de transferencia entre la unidad de almacenamiento y la RAM si el volumen de datos es bajo no se sacará ventaja. Por ejemplo, en juegos que dependían de la transmisión de datos desde una unidad óptica el SSD no puede evitar la existencia mínima de las pantallas de carga.

La descompresión de datos no es gratis

Compresor Descompresor

El gran problema de los SSD, ya sean SATA o NVMe, es el hecho que el almacenamiento es mucho más caro que en un disco duro convencional. Por lo que todo apunta a la implementación de unidades de compresión y descompresión de datos en tiempo real. Estas unidades han de ser capaces de descomprimir grandes cantidades de gigabytes de datos por segundo y a tiempo real.

Si alguna vez habéis tenido que instalar una de esas versiones piratas de ciertos programas de gran peso en internet, veréis que suelen venir comprimidos de manera extrema y necesitar una gran potencia de la CPU para instalarse. Teniendo en cuenta esta premisa ahora pensad en el coste computacional de tener que descomprimir en un solo segundo esa cantidad de datos.

Estamos hablando de sacrificar varios núcleos enteros solo para esta tarea y la única forma que existe a futuro para que los SSD acaben alcanzando a los HDD es utilizar mecanismos de compresión y descompresión a tiempo real que permiten aumentar su capacidad. Ese momento aún no ha llegado, pero estamos seguros que al igual que ha ocurrido en las consolas, las futuras CPUs de Intel y AMD incorporarán dichas unidades.

Limitaciones en el SSD por consumo

Consumo Energético Torre

El tercer problema tiene que ver con el consumo energético, la interfaz PCI Express duplica su velocidad en cada generación, pero para permitir la compatibilidad hacía atrás mantiene los mismos pines. ¿Qué significa esto? Pues que cada vez consume más y dicho consumo crece si aumentamos el ancho de banda.

La forma más fácil de hacerlos sería duplicar el ancho de banda, pero hacer esto supone casi cuadriplicar lo que se consume por bit enviado. Cada vez que se inventa un nuevo estándar PCI Express el desafío de los ingenieros no está en conseguir el doble de ancho de banda, sino en crear una interfaz compatible y que mantenga el consumo a ciertos niveles.

¿En qué afecta esto a los SSD NVMe? Pues en portátiles de bajo consumo nos podemos encontrar con interfaces capadas en ancho de banda con tal disminuir el consumo energético de la transferencia de datos del NVMe. Por lo que una vez estas unidades reemplacen a los discos duros de toda la vida en dichos ordenadores vamos a ver un menor rendimiento en el SSD NVMe de estos ordenadores y por tanto en los juegos que se ejecuten en esos ordenadores tengan limitaciones de rendimiento pese a utilizar un SSD en comparación con los PCs de sobremesa.

Canales de memoria del SSD como limitaciones

PS5 Southbridge Annotated

La cuarta de las limitaciones de los SSD en los juegos tiene que ver con los canales de memoria entre el controlador flash y los chips NVMe. Al igual que con la memoria RAM la cantidad de canales de memoria corresponden al número de componentes del PC que pueden acceder a los datos del SSD al mismo tiempo. Por lo que una baja cantidad de canales de memoria significa que una parte de las peticiones de copia desde y hacia el SSD tendrán una latencia añadida al tener que mantenerse a la espera.

La cantidad de canales de un SSD corresponde a la cantidad de chips NVMe que hay en la placa, así pues, un controlador flash de pocos canales no va a tener jamás el mismo rendimiento. Teniendo en cuenta que más chips significan costes más altos y que el coste del almacenamiento es caro, podemos caer en el error que un SSD NVMe de una determinada cantidad de almacenamiento tiene el mismo rendimiento que otro con la misma cantidad.

Una manera de optimizar el acceso es repartir los datos secuenciales en varias unidades chips del SSD NVMe, si por ejemplo buscamos la cadena «1234» entonces en un SSD de 4 canales puede que cada cifra vaya a uno de los chips de memoria, para así poder tomar todos los datos al mismo tiempo. El problema con este sistema es que solo estaría alimentando a un solo cliente y por tanto provocando una latencia al resto de elementos en el PC.

La GPU también es un cuello de botella

VRAM

Con la llegada de DirectStorage la GPU se convierte en cliente del disco SSD y por tanto de su controlador flash, esto aumenta la cantidad de peticiones al controlador flash. Por lo que si tenemos en cuenta el problema de los canales de memoria del SSD cuando hay varias peticiones desde la CPU, ahora imaginaos si le sumamos a la GPU, lo cual supone la quinta y última de las limitaciones de los SSD en los juegos.

Muchas de las unidades SSD no están pensadas para alimentar con el mismo rendimiento a sistemas donde la CPU y la GPU hacen peticiones al mismo, solo la CPU, e incluso con ello muchas aplicaciones siguen funcionando sin problemas con cuatro núcleos, algunas de ellas incluso con dos núcleos. Cuando la cantidad media de núcleos aumente y se le sume la GPU entonces muchos controladores flash perderán su rendimiento, no por velocidad, sino por no tener la suficiente celeridad a la hora de gestionar los envíos y recepciones de datos.

Por lo que va a ser necesario crear controladores flash no más rápidos en cuanto al ancho de banda, sino con la capacidad de soportar más canales de memoria y ser capaces de gestionar una gran cantidad.

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