Windows Display Driver Model

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Windows Display Driver Model（WDDM），是微軟新一代的圖形驅動程式模型。

WDDM改良了舊有的Windows XP上的XPDM架構，XPDM是使用2D 的GDI（Graphics Device Interface）或 GDI+。與XPDM相比，WDDM用于3D加速桌面，最早適用於Windows Vista之上[1] 。Windows 7支援 WDDM 1.1。

功能

WDDM 使用户能够同时运行多个 GPU 密集型应用程序。

一個Direct3D的圖形表面（surface）的內存區域，包含紋理網格（textured meshes）用於呈現2D或3D場景。WDDM允許不同的进程（process）共享整個Direct3D表面[2]。在WDDM推出之前，進程之間共享紋理是困難的，因為這將需要複製的數據，從顯存到系統內存，然後返回到視頻內存的新設備。

一旦某個WDDM驅動程式故障時，圖形堆疊（stack）將重新啟動驅動程式。圖形硬件故障時也會被攔截，必要時驅動程式將被重新設定。

WDDM還允許圖形硬件重置或拔出不正確的重新啟動。

限制

新的驅動程序模型要求有圖形硬件支持Shader Model 2.0。根據微軟2009年的調查，大約只有1-2％的硬件使用XPDM，其餘已具備WDDM的能力。

WDDM 1.0版不支持多個驅動器在多適配器，多顯示器設置。如果一個多監控系統有多個圖形適配器供電的顯示器，無論是適配器必須使用相同的WDDM驅動程序。WDDM 1.1沒有這種限制。

版本歷史

WDDM 1.0

在Windows Vista引入了WDDM 1.0作為新的顯示驅動程序架構，旨在更好的執行並支援包括HDCP在內的新技術。

WDDM 1.1

Windows 7 支援了 WDDM 1.1，最早在 WinHEC 2008發布此一訊息。新功能有：[3]

DXGI 1.1、Direct3D 11、Direct2D和DirectWrite也將提供與Windows Vista平臺更新。GDI / GDI+ 在Vista將繼續依靠軟件渲染。

WDDM 1.1向後兼容WDDM 1.0規範，1.0和1.1的驅動程序可直接用於Windows Vista。

WDDM 1.2

Windows 8 includes WDDM 1.2[8][9] and DXGI 1.2.[9][10] New features were first previewed at the Build 2011 conference and include performance improvements as well as support for stereoscopic 3D rendering and video playback.

Other major features include preemptive multitasking of the GPU with finer granularity (DMA buffer, primitive, triangle, pixel, or instruction-level),[11] reduced memory footprint, improved resource sharing, and faster timeout detection and recovery. 16-bit color surface formats (565, 5551, 4444) are mandatory in Windows 8, and Direct3D 11 Video supports YUV 4:4:4/4:2:2/4:2:0/4:1:1 video formats with 8, 10, and 16-bit precision, as well as 4 and 8-bit palettized formats.[12]

WDDM 1.2 supports display-only and render-only WDDM drivers, such as Microsoft Basic Display Driver[13] and WARP-based Microsoft Basic Render Driver which replaced kernel-mode VGA driver.

WDDM 1.0/1.1 only allows rudimentary task scheduling using "batch queue" granularity; improvements to multitasking, as well as fast context switching and support for virtual memory, were initially expected in versions tentatively named WDDM 2.0 and WDDM 2.1, which were announced at WinHEC 2006.[14][15][16]

暫譯：Windows 8包含WDDM 1.2 [8] [9]和DXGI 1.2。[9] [10]新功能首次在Build 2011大會上進行了預覽，其中包括性能改進以及對立體3D渲染和視頻播放的支持。

其他主要功能包括具有更精細粒度（DMA緩衝區，原始，三角形，像素或指令級）的搶先式多任務GPU，[11]減少了內存佔用，改善了資源共享，並加快了超時檢測和恢復的速度。在Windows 8中必須使用16位彩色表面格式（565、5551、4444），並且Direct3D 11 Video支持YUV 4：4：4/4：2：2/4：2：0/4：1：1視頻格式具有8位，10位和16位精度，以及4位和8位調色板化格式。[12]

WDDM 1.2支持僅顯示和僅渲染的WDDM驅動程序，例如Microsoft Basic Display Driver [13]和基於WARP的Microsoft Basic Render Driver，它們取代了內核模式VGA驅動程序。

WDDM 1.0 / 1.1僅允許使用“批處理隊列”粒度進行基本任務調度；最初期望在WinHEC 2006上宣布的暫定名為WDDM 2.0和WDDM 2.1的版本中對多任務進行改進，並提供快速的上下文切換和對虛擬內存的支持。[14] [15] [16]

WDDM 1.3

Windows 8.1 includes WDDM 1.3[17] and DXGI 1.3.[18] New additions include the ability to trim DXGI adapter memory usage, multi-plane overlays, overlapping swap chains and swap chain scaling, select backbuffer subregion for swap chain and lower-latency swap chain presentation. Driver feature additions include wireless displays (Miracast), YUV format ranges, cross-adapter resources and GPU engine enumeration capabilities.

暫譯：Windows 8.1包括WDDM 1.3 [17]和DXGI 1.3。[18] 新增加的功能包括以下功能：修整DXGI適配器的內存使用量，多平面覆蓋，重疊的交換鍊和交換鏈縮放，為交換鍊和較低延遲交換鍊錶示選擇backbuffer子區域。 驅動程序功能的增加包括無線顯示（Miracast），YUV格式範圍，跨適配器資源和GPU引擎枚舉功能。

WDDM 2.0

2006年又有WDDM 2.0的消息，WDDM2.0版能夠解決GPU多工處理問題，但需要新一代GPU硬體支援才可以完成。 2014年，微軟於Build 2014 開發者大會公佈下一代DirectX API Direct X 12。與此同時DirectX 12需要建基於WDDM 2.0上，Direct X 12及WDDM 2.0 將內建於Windows 10內[19] DirectX 12將廢除自動資源管理和任務管線管理，允許開發人員可低階控制顯示卡的記憶體和渲染狀態。WDDM 2.0 降低支援虛擬記憶體尋扯的 GPU 於核心模式的驅動程式工作量。[20]並且使用者模式的驅動程式可並列執行多執行緒，從而降低CPU使用率。[21][22][23]

WDDM 2.1

Windows 10周年更新中包含WDDM 2.1，它支援Shader Model 6.0 （功能级别 12_0 和 12_1是强制性的）[24] 和支援 HDR10（一种 10 位高动态范围、宽色域格式，[25] 在 ITU-T Rec. 2100/Rec.2020 中定义）的 DXGI 1.5，以及可变刷新率。[26]

WDDM 2.2

Windows 10 創作者更新中包含了WDDM 2.2，為了Windows Holographic平臺上VR、AR及MR的立體渲染和DXGI 1.6[27]而打造。

WDDM 2.3

在Windows 10 秋季創作者更新（版本 1709）中包含 WDDM 2.3。

WDDM 2.4

Windows 10 April 2018 更新（版本 1803）包含 WDDM 2.4。

WDDM 2.5

Windows 10 十月 2018 更新（版本 1809）包含 WDDM 2.5。[28]

WDDM 2.6

Windows 10 May 2019 更新（版本 1903）包含 WDDM 2.6。[28]

WDDM 2.7

Windows 10 2004版本中包含WDDM 2.7[29]。

WDDM 2.8

Windows 10 Insider Preview Manganese 包含 WDDM 2.8，但从未公开展示支持它的驱动程序，并且已跳过“Iron”和“Cobalt”开发版本。

WDDM 2.9

Windows 10 Insider Preview“Iron”中的 WDDM 2.9 将为 Windows Subsystem for Linux 2 (WSL 2) [30]带来对 GPU 硬件加速的支持，并支持功能级别 12_2[31] 和 HLSL Shader Model 6.6[32]。

WDDM 3.0

Windows 10 Build 21390 和 Windows 11 包含WDDM 3.0。

WDDM 3.1

Windows 11 2022 更新（版本 22H2）包含 WDDM 3.1。[33]

WDDM 3.2

Windows 11 Insider Preview 内部版本 25xxx（版本 23H2）包含 WDDM 3.2。

注釋

  1. ^ Windows Vista Display Driver Model. [2017-10-28]. （原始内容存档于2019-02-11）. 
  2. ^ Cross Process Resource Sharing. [2017-10-28]. （原始内容存档于2017-10-28）. 
  3. ^ 3.0 3.1 WHDC: Graphics Guide for Windows 7. Microsoft. 12-06-2009 [2017-10-28]. （原始内容存档于2011-01-03）. 
  4. ^ Windows DDK - GDI Hardware Acceleration. MSDN. [2009-06-14]. （原始内容存档于2014-04-26）. 
  5. ^ Windows DDK - DXVA-HD DDI. MSDN. [2009-06-13]. （原始内容存档于2016-05-27）. 
  6. ^ Windows DDK - Overlay DDI. MSDN. [2009-06-13]. （原始内容存档于2014-04-26）. 
  7. ^ Windows DDK - Multiple Monitors and Video Present Networks. MSDN. [2010-07-14]. （原始内容存档于2014-04-26）. 
  8. ^ Windows Developer Preview - New for Display devices. MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2012-02-24）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Windows Display Driver Model Enhancements in Windows Developer Preview. MSDN. Microsoft. 28 September 2012 [9 December 2013]. （原始内容存档于2012-02-24）. 
  10. ^ DXGI 1.2 Improvements. MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2012-02-24）. 
  11. ^ DXGI_Graphics_Preemption_Granularity Enumeration. MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2012-02-24）. 
  12. ^ DXGI_FORMAT enumeration. MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2012-02-24）. 
  13. ^ Microsoft Basic Display Driver. [2017-10-28]. （原始内容存档于2016-10-19）. 
  14. ^ Al-Kady, Nabeel. Display Driver Logistics And Testing. WinHEC 2006. Microsoft. [9 December 2013]. （原始内容存档于2020-06-06）. 
  15. ^ Pronovost, Steve. Windows Display Driver Model (WDDM) v2 And Beyond. WinHEC 2006. Microsoft. [9 December 2013]. （原始内容存档于2022-05-07）. 
  16. ^ Dan Warne. Windows graphics system to be overhauled. APC Magazine. June 1, 2006 [20 February 2015]. （原始内容存档于2019-01-05）. 
  17. ^ What's new for Windows 8.1 Preview display drivers (WDDM 1.3). MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2016-03-04）. 
  18. ^ DXGI 1.3 Improvements. MSDN. Microsoft. 16 November 2013 [9 December 2013]. （原始内容存档于2018-06-20）. 
  19. ^ Smith, Ryan. The DirectX 12 Performance Preview: AMD, NVIDIA, & Star Swarm. AnandTech. Purch. 6 February 2015 [2017-10-28]. （原始内容存档于2022-05-13）. 
  20. ^ 存档副本. [2015-04-04]. （原始内容存档于2015-07-01）. 
  21. ^ https://channel9.msdn.com/Events/Build/2014/3-564 （页面存档备份，存于互联网档案馆） Max McMullen. Direct3D 12 API Preview. Build 2014, session 3-564
  22. ^ Moreton, Henry. DirectX 12: A Major Stride for Gaming | NVIDIA Blog. Blogs.nvidia.com. 2014-03-20 [2014-03-26]. （原始内容存档于2021-08-04）. 
  23. ^ DirectX 12 - DirectX Developer Blog - Site Home - MSDN Blogs. Blogs.msdn.com. 2014-03-20 [2014-03-26]. （原始内容存档于2016-02-27）. 
  24. ^ HLSL Shader Model 6.0. [2017-10-28]. （原始内容存档于2018-06-19）. 
  25. ^ High Dynamic Range and Wide Color Gamut. [2017-10-28]. （原始内容存档于2018-06-19）. 
  26. ^ Variable refresh rate displays. [2017-10-28]. （原始内容存档于2018-06-19）. 
  27. ^ 存档副本. [2017-10-28]. （原始内容存档于2021-11-07）. 
  28. ^ 28.0 28.1 lorihollasch. Features added in prior WDDM 2.X versions - Windows drivers. learn.microsoft.com. [2023-04-29]. （原始内容存档于2023-06-08） （美国英语）. 
  29. ^ Win 10 v2004 大更新今年 5 月份發佈. [2020-02-25]. （原始内容存档于2021-08-14）. 
  30. ^ Pronovost, Steve. DirectX ❤ Linux. DirectX Developer Blog. 2020-05-19 [2023-04-29]. （原始内容存档于2023-04-29） （美国英语）. 
  31. ^ Andrews, Claire. New in DirectX— Feature Level 12_2. DirectX Developer Blog. 2020-08-27 [2023-04-29]. （原始内容存档于2023-05-01） （美国英语）. 
  32. ^ Roth, Greg. Announcing HLSL Shader Model 6.6. DirectX Developer Blog. 2021-04-20 [2023-04-29]. （原始内容存档于2023-05-28） （美国英语）. 
  33. ^ Blog, Windows Experience. Available today: The Windows 11 2022 Update. Windows Experience Blog. 2022-09-20 [2023-04-29]. （原始内容存档于2023-03-22） （美国英语）. 
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