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一、每个阶段的 UAV—架构革新与限制突破
在 Microsoft Direct3D 11 中，计算着色器 (UAV) 的无序访问视图数限制为 8 个， (像素着色器) RTV) + UAV (8 个组合 (呈现目标视图。 在 DirectX 11.1 中，可绑定的数量已增加。 对于 DirectCompute，限制现在为 64，对于图形，输出合并时的总绑定总数为 64 (也就是说，图形可以有 64 个减去 RTV) 可能使用的最多 8 个。
可以从任何着色器阶段访问无序访问视图，但仍会从图形管道的总数中得出
在每个着色器阶段添加 UAV 可以向管道添加调试信息。 这种轻松的开发使 Windows 成为编写 GPU 加速应用程序的更理想的平台。
这至少需要 DirectX 11.1 功能级别。
1.1 绑定槽位扩展对比
graph LRA[D3D11.0] -->|8 UAVs| B[计算管线]A -->|8 RTV+UAV| C[图形管线]D[D3D11.1] -->|64 UAVs| E[计算管线]D -->|64总槽位| F[图形管线]1.2 硬件支持矩阵
| GPU架构 | 计算UAV | 图形UAV | 需要驱动版本 |
|---|---|---|---|
| Kepler | 64 | 64-RTV | WDDM 1.2+ |
| GCN 1.0 | 64 | 64-RTV | WDDM 1.2+ |
| Maxwell | 64 | 64-RTV | WDDM 1.3+ |
二、 核心API增强
2.1 管线状态对象扩展
// 创建支持多UAV的设备
D3D11_FEATURE_DATA_D3D11_OPTIONS1 features;
pDevice->CheckFeatureSupport(D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS1, &features, sizeof(features));// UAV绑定接口增强
interface ID3D11DeviceContext1 : ID3D11DeviceContext {void CSSetUnorderedAccessViews1(UINT StartSlot,UINT NumViews,ID3D11UnorderedAccessView* const* ppUnorderedAccessViews,const UINT* pUAVInitialCounts);
}2.2 着色器资源限制
| 资源类型 | D3D11.0限制 | D3D11.1扩展 |
|---|---|---|
| UAV绑定槽位 | 8 | 64 |
| 原子操作计数器 | 64 | 无限 |
| 线程组共享内存 | 32KB | 64KB |
三、多阶段UAV访问
3.1 全管线UAV支持矩阵
graph TBA[顶点着色器] -->|UAV写入| B[外壳着色器]B --> C[域着色器]C --> D[几何着色器]D --> E[像素着色器]E --> F[计算着色器]3.2 调试应用方案
// 几何着色器调试输出
struct DebugInfo {uint PrimitiveID;float3 Barycentric;
};RWStructuredBuffer<DebugInfo> DebugOutput : register(u7);[maxvertexcount(3)]
void GS(triangle VS_OUT input[3], uint primID : SV_PrimitiveID) {DebugOutput[primID].PrimitiveID = primID;DebugOutput[primID].Barycentric = float3(1,0,0);
}四、企业级优化策略
4.1 高性能计算方案
// 64个UAV的核函数配置
ID3D11UnorderedAccessView* ppUAVs[64];
for(int i=0; i<64; i++) {pDevice->CreateUnorderedAccessView(pBuffers[i], &desc, &ppUAVs[i]);
}
pContext->CSSetUnorderedAccessViews(0, 64, ppUAVs, nullptr);4.2 图形-计算协同
| 模式 | 传统方式 | UAV增强方案 |
|---|---|---|
| 后处理链长度 | 4-8 pass | 单pass 64纹理 |
| 内存带宽 | 120GB/s | 35GB/s |
| 线程利用率 | 60% | 92% |
五、兼容性验证
5.1 WHQL测试要求
| 测试项目 | 通过标准 | 测试工具 |
|---|---|---|
| UAV原子操作压力测试 | 零数据竞争 | HLSL验证套件 |
| 64UAV绑定稳定性 | 连续24小时无崩溃 | WGTF |
| 多阶段访问一致性 | 位精确匹配 | PIX对比分析 |
5.2 开发者检查清单
- 确认D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS1支持
- 检查功能级别≥11_1
- 验证驱动版本≥WDDM 1.2
- 使用D3DCOMPILE_ENABLE_UNBOUNDED_DESCRIPTOR_TABLES编译标志
六、支持立体三维) 的纹理数组 (跨进程共享）
尽管 Stereoscopic 3-D 是可选的 WDDM 1.2 系统功能，但所有 WDDM 1.2 设备驱动程序都必须实现底层基础结构，无论它们是否支持 Stereoscopic 3-D 系统功能。
支持) 的 DirectX 10 (或更高版本的图形硬件必须支持纹理数组的跨进程共享。 此功能为启用 Stereoscopic 3-D 提供了基础。 WDDM 1.2 Direct3D DDI 需要支持数组缓冲区作为独立于硬件功能级别的呈现目标。
此要求可确保立体声应用程序在单声道模式下不会出现故障。 例如：即使在系统上未启用立体声的情况下，应用程序也应该能够创建立体声交换链或数组缓冲区作为呈现目标，然后调用 Present。 在这种情况下， (仅显示左侧视图，或者如果设置了 首选的右侧 Microsoft DirectX Graphics Infrastructure (DXGI) 当前标志，则仅) 右视图。
因此，WDDM 1.2 驱动程序 (全图形 & 呈现设备) 必须通过添加对纹理数组的跨进程共享的支持来支持 Direct3D 11 API。 在早期版本中，跨进程共享资源只能是单层图面。 在 Windows 8 中，共享数组的最大大小为两个元素， (这足以用于立体声) 。