window 显示驱动开发-支持多个处理器

多处理器计算机上的用户模式显示驱动程序可以让 Microsoft Direct3D 运行时处理多处理器优化，或者驱动程序可以执行自己的多处理器优化。

1. 多处理器优化的两种路径

优化方式	执行方	适用场景
运行时自动优化	Direct3D 运行时	驱动无自定义多线程逻辑时，依赖运行时默认调度（如命令队列分帧/分线程提交）。
驱动自主优化	UMD	需硬件特定优化（如GPU引擎绑定、NUMA感知内存分配）。

2. 运行时自动优化的特点

默认行为：Direct3D 运行时自动将渲染任务分配到多个CPU核心，无需驱动干预。

优点：

• 减少驱动开发复杂度。
• 兼容大多数硬件。

局限性：无法针对特定GPU架构（如多引擎/NVLink）优化。

示例：

// 驱动无需特殊处理，运行时自动多线程提交命令
pDevice->DrawIndexedPrimitive(...);

3. 驱动自主优化的实现

(1) 关键优化技术

技术	说明
线程绑核	将渲染线程绑定到特定CPU核心，减少上下文切换开销。
GPU引擎亲和性	根据GPU引擎负载分配任务（如3D引擎与计算引擎分离）。
NUMA优化	在NUMA节点本地分配内存，避免跨节点访问延迟。
命令批处理	合并多个Draw Call，减少线程同步次数。

(2) 代码示例（线程绑核）

void WorkerThread() {
    SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(), 0x1); // 绑定到CPU0
    while (true) {
        Command cmd = GetNextCommand();
        ExecuteCommand(cmd);
    }
}

(3) 驱动声明自主优化
通过 D3D10DDI_CORELAYER_DEVICECALLBACKS 回调表禁用运行时默认优化：

pCallbacks->pfnSetMultithreadedMode(hDevice, FALSE); // 接管多线程控制

4. 性能对比与选择建议

指标	运行时优化	驱动自主优化
开发成本	低（无需驱动改动）	高（需适配硬件特性）
性能上限	中等（通用策略）	高（针对性优化）
适用硬件	通用GPU	高端GPU（如NVIDIA Ampere/AMD CDNA

推荐选择：

• 大多数驱动：依赖运行时优化。
• 高性能/专用硬件：实现自主优化（如DLSS支持、显存直通）。

5. WHCK 认证要求

测试项	验证目标
Device.Graphics.UMD.MultiProcessor	多线程渲染稳定性（无论优化路径）。
Device.Graphics.UMD.ThreadSafety	驱动线程安全（如资源竞争处理）。

6. 调试与调优工具

• Windows Performance Analyzer (WPA)：分析CPU线程调度与GPU负载均衡。
• NVIDIA Nsight/AMD RGP：检查驱动多线程任务分配效率。

7. 总结

• 默认路径：建议优先依赖运行时优化，降低开发复杂度。
• 高级场景：对高性能硬件（如工作站GPU）可自主优化，但需严格测试线程安全。

关键原则：

• 避免跨线程资源竞争（如共享状态机）。
• 确保与Direct3D运行时的兼容性（如正确禁用默认优化）。