{"id":233029,"date":"2020-07-02T00:29:00","date_gmt":"2020-07-01T22:29:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.borncity.com\/blog\/?p=233029"},"modified":"2020-07-03T21:47:38","modified_gmt":"2020-07-03T19:47:38","slug":"windows-10-v2004-hardware-accelerated-gpu-scheduling","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/borncity.com\/blog\/2020\/07\/02\/windows-10-v2004-hardware-accelerated-gpu-scheduling\/","title":{"rendered":"Windows 10 V2004: Hardware Accelerated GPU Scheduling"},"content":{"rendered":"

[English<\/a>]Ab Windows 10 Version 2004 wird das sogenannte Hardware Accelerated GPU Scheduling bei manchen Grafikkarten\/-treibern unterst\u00fctzt. Microsoft hat nun ein paar Informationen dazu ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

<\/p>\n

Was ist Hardware Accelerated GPU Scheduling?<\/h2>\n

\"\"Hardwarebeschleunigtes GPU-Scheduling (Hardware Accelerated GPU Scheduling) erm\u00f6glicht eine effizientere GPU-Planung bzw. Zuteilung zwischen Anwendungen unter Windows. Um diese Funktion zu nutzen, sind entsprechende Treiber erforderlich.<\/p>\n

Nvidia und AMD haben wohl erste Treiber f\u00fcr die Hardware-beschleunigte GPU-Planung zum Test herausgegeben. Zudem wird diese Funktion erst ab dem Windows 10 Mai 2020 Update (Version 2004) unterst\u00fctzt.<\/p>\n

Microsoft legt einige Details offen<\/h2>\n

Microsoft hat zum 30. Juni 2020 im Blog-Beitrag Hardware Accelerated GPU Scheduling<\/a> einige Details zu dieser Technik f\u00fcr Entwickler freigegeben. Es sind fast 14 Jahre seit der Einf\u00fchrung des Windows Display Driver Model 1.0 (WDDM) und damit der Einf\u00fchrung der GPU-Planung in Windows vergangen.<\/p>\n

Vor WDDM konnten Anwendungen einfach so viel Arbeit an den GPU \u00fcbermitteln, wie sie wollten. Sie unterwarfen sich einer globalen Warteschlange, in der die Arbeit streng nach dem Prinzip \"zuerst einreichen, zuerst ausf\u00fchren\" ausgef\u00fchrt wurde. Diese sehr rudiment\u00e4ren Zeitplanungsschemata waren praktikabel, und das zu einer Zeit, als die meisten GPU-Anwendungen noch Vollbildschirmspiele waren, die einzeln nacheinander ausgef\u00fchrt wurden.<\/p>\n

Mit dem \u00dcbergang zu einer breiten Palette von Anwendungen, die den Grafikprozessor f\u00fcr reichhaltigere Grafiken und Animationen nutzen, musste die Plattform die Arbeit mit dem Grafikprozessor besser priorisieren, um ein reaktionsschnelles Benutzererlebnis zu gew\u00e4hrleisten. So wurde der WDDM GPU-Scheduler geboren.<\/p>\n

Im Laufe der Zeit haben die Entwickler von Windows den GPU-Scheduler, der das Herzst\u00fcck von WDDM bildet, erheblich verbessert und mit jeder neuen WDDM-Version zus\u00e4tzliche Funktionen und Szenarien unterst\u00fctzt. W\u00e4hrend seiner gesamten Entwicklung blieb jedoch ein Aspekt des Schedulers unver\u00e4ndert. Die Entwickler haben immer einen Thread mit hoher Priorit\u00e4t auf der CPU laufen lassen, der die von verschiedenen Anwendungen eingereichten Arbeiten koordiniert, priorisiert und terminiert.<\/p>\n

Dieser Ansatz zur Planung der GPU hat einige grundlegende Einschr\u00e4nkungen hinsichtlich des Overheads f\u00fcr die Einreichung sowie der Latenzzeit, mit der die Arbeit die GPU erreicht. Dieser Overhead wurde durch die Art und Weise, wie Anwendungen traditionell geschrieben werden, gr\u00f6\u00dftenteils verdeckt. Zum Beispiel w\u00fcrde eine Anwendung typischerweise GPU-Arbeiten auf Frame N ausf\u00fchren und die CPU vorauslaufen lassen und an der Vorbereitung von GPU-Befehlen f\u00fcr Frame N+1 arbeiten. Diese Pufferung von GPU-Befehlen in Stapeln erm\u00f6glicht es einer Anwendung, nur wenige Male pro Frame zu senden, wodurch die Kosten f\u00fcr die Planung minimiert werden und eine gute Parallelit\u00e4t zwischen CPU und GPU gew\u00e4hrleistet wird.<\/p>\n

Ein inh\u00e4renter Nebeneffekt der Pufferung zwischen CPU und GPU ist, dass der Benutzer eine erh\u00f6hte Latenzzeit erf\u00e4hrt. Benutzereingaben werden von der CPU w\u00e4hrend \"Frame N+1\" aufgenommen, aber von der GPU erst im folgenden Frame gerendert. Es besteht eine grunds\u00e4tzliche Spannung zwischen Latenzreduzierung und Submissions-\/Planungs-Overhead. Antr\u00e4ge k\u00f6nnen h\u00e4ufiger eingereicht werden, in kleineren Losen, um die Latenz zu verringern, oder sie k\u00f6nnen gr\u00f6\u00dfere Batches einreichen, um den Overhead bei der Einreichung und Planung zu verringern.<\/p>\n

Hardware-Accelerated GPU Scheduling nutzen<\/h2>\n

Mit dem Windows 10 Mai 2020 Update (Version 2004) haben die Windows-Entwickler einen neuen GPU-Scheduler als Benutzer-Option eingef\u00fchrt, lassen diesen aber standardm\u00e4\u00dfig ausgeschaltet. Mit der richtigen Hardware und den richtigen Treibern kann Windows jetzt den Gro\u00dfteil der GPU-Planung auf einen dedizierten GPU-basierten (hardwaregest\u00fctzten) Planungsprozessor verlagern.<\/p>\n

Windows kontrolliert weiterhin die Priorisierung und entscheidet, welche Anwendungen im jeweiligen Kontext Priorit\u00e4t haben. Wir verlagern hochfrequente Aufgaben auf den GPU-Scheduling-Prozessor, wobei die Quantenverwaltung und die Kontextumschaltung der verschiedenen GPU-Engines \u00fcbernommen werden..<\/p>\n

Der neue GPU-Scheduler stellt eine bedeutende und grundlegende \u00c4nderung des Treibermodells dar. Um einen reibungslosen \u00dcbergang zu gew\u00e4hrleisten, f\u00fchrt Microsoft das Hardware-Accelerated GPU Scheduling als eine Early-Adopter-Opt-In-Funktion ein. W\u00e4hrend einer \u00dcbergangszeit will Microsoft umfangreiche Leistungs- und Zuverl\u00e4ssigkeitsdaten sowie Kundenfeedback sammeln.<\/p>\n

Die Funktion l\u00e4sst sich auf der Einstellungenseite Erweiterte Grafikeinstellungen <\/em>aktivieren. Die Einstellungsseite kann \u00fcber Einstellungen -> System -> Anzeige -> Grafikeinstellungen <\/em>erreicht werden. Wenn sowohl der Grafikprozessor als auch der WDDM-Grafiktreiber den neuen Grafikprozessor-Scheduler unterst\u00fctzen, erscheint die untenstehende Benutzeroberfl\u00e4che.<\/p>\n

\"Hardware<\/a>
\n(Hardware Accelerated GPU Scheduling, Quelle: Microsoft)<\/h4>\n

Der neue GPU-Scheduler wird auf aktuellen GPUs unterst\u00fctzt, die \u00fcber die notwendige Hardware und einen unterst\u00fctzenden WDDMv2.7-Treiber verf\u00fcgen. Die Ank\u00fcndigungen der Hardwarehersteller zu bestimmten GPU-Generationen und Treiberversionen, f\u00fcr die diese Unterst\u00fctzung aktiviert wird, sind zu beachten. (via<\/a>)<\/p>\n

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