今日聚焦!微软在Direct3D 12新增工作图功能，解除GPU与 CPU 通信带宽限制
IT之家 6 月 28 日消息，微软计划在 3D 图形程序开发接口 Direct3D 12 中加入工作图（Work Graphs）功能，这项功能可解除目前 GPU 程序开发模型中的限制，让 GPU 通用运算能够处理更多的工作负载，更广泛地被应用。
IT之家注意到，在传统情况下，GPU 的工作负载需要由 CPU 决定，即 GPU 运算的每一个结果，都需要传输给 CPU 进行分析解读，在此之后重新传输到 GPU，并进行下一轮工作。虽然这种情况在当下并不会产生肉眼可见的滞后，但实际上还是增加了 GPU 和 CPU 之间的带宽开销，且因为传输速度，CPU 及 GPU 的性能释放实际上也会受到一定限制。
▲ 图源 微软
(相关资料图)
例如 Epic Games 所开发的虚幻引擎 5，已经将这一套 GPU 与 CPU 之间的协作传输带宽吃尽。例如中的虚拟化几何技术 Nanite 以及全局光照解决方案 Lumen，需要由 CPU 发出一系列独立的调度，因此虽然能产生极佳的画面效果，但归根结底，实际上已经到了架构的极限，因此这些技术难以在未来进行本质上的更新，只能进行一些小修小补。
▲ 图源 虚幻引擎 5 演示 DEMO
在 Direct3D 12 之前，实际上已经出现了名为 ExecuteIndirect 的指令，允许 GPU 在不需要 CPU 介入的情况下，依据先前 GPU 的运算结果，决定所要执行的工作负载。该指令可以使运算更有效率，同时最大限度提升 GPU 的利用率。而如今微软“站在巨人的肩膀上”，推出了 Direct3D 12。
新的工作图（Work Graphs）是供 GPU 运作的着色器线程，一旦 GPU 处于空闲状态，系统便能够绕过 CPU，让 GPU 自行处理先前的运算结果，相对可以更容易表达出开发者所设计的算法意图和结构，也又不会过度造成开发者的负担。
▲ 图源微软
▲ 图源微软
微软提到，这种模型的异步性，让系统拥有更大的自由度，决定执行工作的最佳方法。但当下工作图的兼容性有限，且目前还在早期预览阶段，更多用于商企软件，尚未落地于“游戏娱乐”，因此还需要一段时间的发展。
据悉，AMD、英伟达、英特尔和高通四大芯片厂商都参与了工作图的设计。AMD 显卡驱动程序目前已经率先支持工作图，他们已在 AMD Radeon RX 7000 系列显卡的 Adrenalin 版本驱动程序中加入了相关 API，同时也有相对应的文件供开发者阅读。
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