Photoshopの仮想記憶ディスクの設定画面

まず静止画の検証結果から報告しよう。Photoshop CC 2018で行った検証は、ビッグドキュメント形式のPSBファイルを開いたり、保存するのにかかる時間の計測。通常使用しているCrucial社のSSD（Crucial MX500 250GB）と「Optane SSD 905P」を、それぞれPhotoshopの仮想記憶ディスクに設定して、どのくらい速度が向上するのかを計測した。

検証①：Photoshopでのファイル読み込み（メモリ割り当て：20.9GB）

※2つのSSDを仮想記憶ディスクに設定し、Photoshopの起動からファイルオープンまでの時間を計測

【検証用マシンの環境】
CPU：Intel Core i7 8700K 3.70GHz、メモリ：32GB、GPU：NVIDIA GeForce GTX1060、OS：Windows 10 PRO 64bit

検証②：Photoshopでのファイル保存（メモリ割り当て：20.9GB）

※保存先はデスクトップ（SAMSUNG PM981、M.2 PCI Express x4接続のSSD）

※2.4GBの保存時間が5.1GBよりも長くなっているのは、プレビュー画面が複雑なものだとCPUでの前処理が長くなってしまうなどの理由によると思われる。

PSBファイルの読み込み、保存とも、2つのSSDの違いがはっきりと現れる結果となった。ファイルサイズが5GB程度までは両者の差はないが、10GBを越えると「Optane SSD 905P」の方が速度的に有利となり、25GBを越えると約2.4倍も高速化している。

上記の検証はPhotoshopで使用するメモリ容量を20.9GBに設定した状態で行なっており、これはヴォンズ・ピクチャーズでの標準的な設定となる。しかし、普通のフォトグラファーやデザイナーはここまで多くのメモリをPhotoshopに割り当てることはないだろう。そこでメモリの割り当てを10.4GBに変更して、より一般的なマシン環境で同じテストを行なってみた。

検証③：Photoshopでのファイル読み込み（メモリ割り当て：10.4GB）

全体的な傾向は検証①の結果と同様だが、 25.9GB、11.0GBではSSDの速度差がより大きくなって、5.1GBでも「Optane SSD 905P」の方が速くなった。このことから、このSSDはより一般的なマシン環境でも速度向上の効果があることがわかった。

なお、この他にもPhotoshopのフィルター処理にかかる時間について検証を行なった。かなり重たいフィルターをかけてみたのだが、限られた時間の中での検証ということもあって、有意な違いのある結果は得られなかった。

3DCGのレンダリングをスピードアップ

Maya 2018の画面

続いて3DCGの検証結果に移ろう。Maya 2018（Arnold Renderer, MtoA 3.0.0.2）で、80万ポリゴンの素材をフルHD解像度でレンダリングし、通常使用しているSSD（SUMSUNG SM961 512GB）と比べて、スピードアップするかどうかを確かめてみた。

結果は、単一フレームのレンダリングでは数秒程度の差だったが、450枚の連番レンダリングでは17分の短縮となった。もっとポリゴン数が増えたり、高い解像度や長尺のレンダリングであれば更なる効果が期待できるだろう。

検証④：Maya 2018でのフルHDのレンダリング

※2つのSSDを保存先ディスクに設定

【検証用マシンの環境】
CPU：Intel Core i7-6850K 3.6GHz、メモリ：128GB、GPU：NVIDIA Quadro M4000 8G、OS：Windows 10 PRO 64bit
【検証サンプル素材】
ポリゴン数：△845184　テクスチャ：4096×4096 171枚　ライティング：IBL1個　エリアライト9個
【レンダリング設定】
Camera(AA)：5　Diffuse：2　Specular：2　Transmission：1　SSS：0　Volume Indirect：0　解像度：1920ｘ1080　フレームレート：30fps　フレーム数：450フレーム（15秒）　AOV：9種　形式：連番exr

DaVinciからのDPX書き出しは6倍もの高速化を実現

DaVinci Resolve 15の画面

最後にムービー系の検証結果だ。使用したソフトはPremiere Pro CC 2018、After Effects CC 2018、DaVinci Resolve 15の3つ。通常使用しているSSD（Sandisk Ultra II 480GB）との比較を試みた。

結論から先に言うと、この3つのソフトの中で最も速度が向上したのはDaVinciだった。4KのRAWデータを連番のDPXファイルに書き出す検証で、SanDiskのSSDに比べてなんと6倍も速度が向上したのだ。

これに対して、After Effects、Premiere Proでは速度向上は見られたものの、かなり小さな向上にとどまっている。

検証⑤：DaVinci Resolve 15での4KのDPX書き出し

※それぞれのSSDからRAWデータを読み込み、さらにDPXの書き出し先ディスクにも設定

【検証用マシンの環境】
CPU：Intel Core i7-6900K 3.2GHz、メモリ：128GB、GPU：NVIDIA Quadro M4000、OS：Windows 10 PRO 64bit
【検証サンプル素材】
形式：R3D RAWファイル　解像度：4096×2160　フレームレート：30fps　時間：5分

検証⑥：After Effectsでの4KのDPX書き出し

【検証サンプル素材】
形式：R3D RAWファイル　解像度：4096×2160　フレームレート：30fps　時間：18秒　適用エフェクト：neatvideo reduce noise v4

検証⑦：Premiere ProでのフルHDのDPX書き出し

【検証サンプル素材】
形式：メディア混合（jpg, tif, mov, AE）のシーケンス　解像度：1920×1080　フレームレート：30fps　時間：2分30秒

ムービーの検証内容はいずれもDPXへの書き出しというもので似通ったものとなっている。それが、なぜソフトによってこんなにも結果が違うのだろうか。そのあたりを明らかにするために、ムービー系の検証を行なったヴォンズ・ピクチャーズの大里宗也氏に話を聞いた。

ソフトの設計思想がスピードアップに大きく影響する

──今回の検証を振り返って、全体としていかがでしたでしょうか。

大里　レタッチ系の検証では、Photoshopのファイルの読み込みで最大2.9倍、保存で最大2.4倍ほど高速化しました。 ファイルの容量に比例して高速化する傾向にあるので、巨大なPSBファイルを運用するレタッチャーにとって「Optane SSD 905P」はメリットがあると思います。

3DCG系はそこまで明確な差はないのですが、今回はフルHD解像度で15秒のレンダリングだったので、尺や解像度が上がればもっと有意な差が出るかと思います。

それに比べてムービー系はちょっと意外な結果となりました。僕は普段After Effectsで作業を行なっているので、今回もまずこのソフトで検証しました。だけど期待していたような結果が得られなかったので、普段はあまり使っていないDaVinciで検証してみたんです。すると、普段使っているSSDより6倍も速いという結果が出て驚きました。

大里宗也氏

──同じような検証を行っているのに、なぜこんなに違いが出るんでしょうか。

大里　おそらくソフトの設計思想に関わってくる問題だと思います。After Effectsなどアドビのソフトはメモリに依存している部分が大きくて、CPUの処理結果をまずメモリの中に貯めて、その後でストレージに書き出す動作をしています。

それに対してDaVinciは、マルチコアのCPUに最適化されていて、複数のコアで並行して素早く処理を行なって、その結果をすぐストレージに書き出している。だから、今回の検証のようにマルチコアのCPUと高速なSSDという環境で作業をすると、猛烈な勢いでスピードアップするんだと思います。

そのあたりのストレージやCPUの動きを分析できるツールがあるので、そちらを見ながら説明しましょう。インテルの開発者向けのツールなんですが、Intel Performance Snapshotというものがあります。その中のStorage Performance SnapshotというツールをWindowsマシンにインストールして、起動させた状態でソフトを動かすと、ストレージやCPUのデータを収集してくれます。これをオンラインビュアーで読み込んでグラフ化したものがこちらになります。

まず、DaVinciでDPXを書き出した時のグラフを見てみます。上のグラフが「Optane SSD 905P」に書き出している時の「CPUの使用率」「メモリの使用率」「ディスクのスループット（データ転送速度）」で、下のグラフがSanDisk SSDに書き出している時です。

DaVinci ＋ Optane SSD 905P のデバイス情報

DaVinci ＋ SanDisk SSD のデバイス情報

大里　「Optane SSD 905P」の方は、CPUの使用率が常に100％近くになっていて、CPUがフル稼働しているのがわかります。またディスクのスループットは、書き込みが最初から最後までだいたい1.0GB/s〜1.5GB/sと非常に高い値を示しています。

これに対してSanDiskの方は、CPUの使用率は高くても50%くらいで、しかも櫛の歯状態になっています。スループットは書き込みで250MB/s程度しか出ていなくて、しかも途中から急激に転送速度が落ち込んでいるのがわかります。

これらのグラフから読み取れるのは、SanDiskのSSDでは転送速度がボトルネックになって、CPUの待機時間が増えてCPUの使用率がなかなか上がらず、処理を終えるまでに時間がかかっているということ。これに対して「Optane SSD 905P」は、転送速度が速くレイテンシーが抑えられているので、CPUの待機時間が発生することなく効率的な処理を実現しています。

メモリの使用率を見ると、どちらの場合も10％程度しかなくて、DaVinciがあまりメモリに依存しない設計だということがわかります。

──なるほど、グラフ化してみると一目瞭然ですね。

大里　After EffectsでDPXを書き出した時のグラフを見てみましょう。先ほどと同じように上のグラフが「Optane SSD 905P」に書き出している時、下のグラフがSanDisk SSDに書き出している時です。

After Effects ＋ Optane SSD 905P のデバイス情報

After Effects ＋ SanDisk SSD のデバイス情報

大里　DaVinciの場合とは違って、CPUの使用率に大きな違いはありません。面白いのはディスクのスループットです。どちらの場合も最初からずっと50MB/s程度の書き込みしかなくて、最後に一気に書き込みが行われています。そして、メモリの使用率はどちらも25％程度となっていて、DaVinciよりも多くのメモリを使っていることがわかります。

この検証では、neatvideo reduce noiseというサードパーティ製のノイズ除去フィルターを適用しています。これはかなり負荷の大きいフィルターなんですが、仕上がりの品質がものすごくいいので、僕はよく使っています。これも実はメモリを使うプログラムで、最後にメモリに貯めたデータをまとめて書き出すという動きは、このプログラムによるところも大きいと思います。

──大里さんは普段After Effectsを使っているというお話でしたが、今回の検証ではDaVinciの方がスピードアップするという結果でした。そのあたりはどう捉えていますか。

大里　僕の仕事はだいたい合成やVFXの作業がからむので、ほとんどの作業をAfter Effectsで行なっています。DaVinciを使うのは丁寧にカラーグレーディングをする時だけで、すごく場面が限定されています。

僕個人としては、今回の検証が自分の仕事に即役立つことはなかったのですが、DaVinciユーザーにとって「Optane SSD 905P」の恩恵はものすごくあるんじゃないですか。DPX書き出し以外の作業も速かったですし。

After Effectsでもこういう高速なSSDを活用できるようになってほしいですね。プログラムがマルチコアに最適化されたら、DaVinciのように高速なSSDの恩恵を受けられるのではないかと思います。

AfterEffectsはマシンに搭載されたメモリサイズに依って、キャッシュ可能なリアルタイムプレビューの長さが決まり、ディスクキャッシュの容量を増やしても、リアルタイムプレビュー自体は長くなりません。このメモリの役割を「Optane SSD 905P」のような高速なディスクで代用できるようになれば、よりコストバランスの取れたマシン構築が可能になりそうですね。

「Optane SSD 905P」はPhotoshopの仮想記憶ディスクに最適なのか

ムービー系の検証に続いて、レタッチ系の検証についても深く掘り下げてみよう。大里氏に代わって登場していただくのは、ヴォンズ・ピクチャーズの新井宏尚氏。今回はPhotoshopを使っての検証を担当してもらった。

──Photosopでは、PSBファイルの読み込みと保存が大幅に高速化するという結果となりました。これについて詳しい説明をお願いできますか。

新井　「Optane SSD 905P」は、Photosopの仮想記憶ディスクに設定して検証を行いました。ご存知のように仮想記憶ディスクはメモリの代わりに使用されるディスクのことで、作業しているデータのサイズがPhotoshopのメモリ割り当てを超えると、仮想記憶ディスクの側でデータの読み書きが始まります。

新井宏尚氏

今回用意したファイルは、2.4GB、5.1GB、11.0GB、25.9GBの4種類で、Photoshopに割り当てるメモリ容量を20.9GBにした場合と、10.4GBにした場合の2つのパターンで検証しています。

検証の結果は、ファイル容量が大きくなればなるほど「Optane SSD 905P」の性能がものを言って、ファイルの読み書きが速くなるというものでした。つまり、扱うデータ量が大きいほどメモリが足りなくなるので、それだけ仮想記憶ディスクの出番が増えるというわけです。

Photoshopのメモリ割り当てを20.9GBから10.4GBにしたら、SSDの速度差が軒並み大きくなった現象は、今の話で説明ができると思います。こちらのStorage Performance Snapshotのグラフを見てください。

Photoshop ＋ Optane SSD 905P のデバイス情報

これはメモリ割り当て20.9GBのときに25.9GBのファイルを開いた時のグラフですが、スタート直後にぐんぐんとメモリの使用率が上がっていき、あるところでフラットになっていますが、その時点からディスクの書き込みが始まっています。

──なるほど、新井さんの説明通りの動きをしていますね。では、ファイルの読み書き以外では、「Optane SSD 905P」は効果がありましたか。

新井　フィルターワークもやってみたんですが、速度的にはあまり変わりませんでした。フィルターはCPUがメインに働いていると思うので、ディスクの速さはあまり関係ないんでしょう。

ただ、Photoshopでもっと複雑なことを長くやった場合、ヒストリーがだんだんと溜まっていきますから、メモリーをはみ出すくらいのヒストリーが残ってくれば、差は出てくるような気がします。ファイルを保存する前に、50とか60とか、場合によっては100くらいヒストリーをさかのぼりたい時もありますから、そうすると仮想記憶ディスクの出番になると思います。今回はそこまでは試す時間がなかったので、おそらくそうなるのではないかという可能性の話にとどまりますが…。

なんだ、読み込みと保存が速くなるだけなのかと思われるかもしれませんが、レタッチの仕事では頻繁に保存をしながら作業を進めていくので、保存のスピードが上がるのはかなり実用的だと思います。保存するたびに3分、4分かかっていたものが、1分、2分に短縮されるわけですから、作業効率はとても良くなると思います。

──「Optane SSD 905P」を仮想記憶ディスクとして使うとしたら、ディスクの耐久性が気になりますね。

新井　昔から、Photoshopの仮想記憶に割り当てるディスクはすぐ壊れると言われていました。メモリがわりに使うので頻繁に読み書きするからです。寿命が短いのであまり高価なディスクは使いたくないし、かといって高価なディスクでないと速度は確保できないしで、そのせめぎあいです。

でも「Optane SSD 905P」について調べてみると、耐久性は通常の何倍以上もあるという話でした。そもそもサーバーで使うためのディスクなので、ものすごい量の読み書きを前提に設計されていて、耐久性については業界トップクラスだそうです。もしかしたら、仮想記憶ディスクにまつわる耐久性の問題を解決してくれるかもしれないですね。

──耐久性に優れる「Optane SSD 905P」は、そういう意味でもクリエイティブの現場に向いているというわけですね。詳細な検証と解説、どうもありがとうございました。

取材・構成：Shuffle編集部　取材撮影：竹澤宏