Планирование графического процессора в Windows 10¶

Планирование графического процессора (GPU Scheduling, полное название — аппаратное ускорение планирования GPU) — функция операционной системы Windows 10, впервые представленная в обновлении May 2020 Update (версия 2004), которая передаёт управление видеопамятью и назначение задач графическому процессору специализированному программному обеспечению на уровне драйвера, а не центральному процессору, как было ранее. Функция направлена на снижение задержек (латентности) при рендеринге и повышение частоты кадров в играх и приложениях с интенсивной графикой.

¶Принцип работы

В стандартной модели Windows 10 центральный процессор выполнял функцию посредника между приложениями и видеодрайвером: он управлял очередью команд GPU, распределял задачи и следил за видеопамятью. Такой подход называется программным планированием (software scheduling). При включении аппаратного планирования эти функции передаются драйверу видеокарты, который напрямую взаимодействует с GPU, минуя часть операций ЦП. Это сокращает количество обращений процессора к драйверу и снижает задержку между постановкой задачи и её выполнением.

Функция работает только в сочетании с поддерживаемыми видеокартами, использующими драйверы WDDM 2.7 (Windows Display Driver Model) или новее. Из графических ускорителей аппаратное планирование поддерживают:

• видеокарты NVIDIA начиная с архитектуры Turing (GeForce GTX 900 и новее при актуальных драйверах);
• видеокарты AMD начиная с архитектуры Polaris (Radeon RX 400 и новее);
• интегрированные графические процессоры Intel начиная с шестого поколения Core.

Для работы функции требуется 64-разрядная версия Windows 10 версии 2004 или более поздней, а также поддержка DirectX 12.

¶Включение и настройка

Функция по умолчанию отключена. Для её активизации необходимо перейти в раздел «Система» → «Экран» → «Графика» → «Дополнительные параметры графики» и включить переключатель «Аппаратное ускорение планирования GPU» с опцией «Включить аппаратное планирование GPU».

Дополнительно доступна опция «Включить поддержку аппаратной GPU-графической акселерации в программах» (Hardware-accelerated GPU scheduling, HAGS). При её активации часть задач по обработке графических данных перекладывается на сам видеодрайвер, что может снизить нагрузку на центральный процессор в сценариях с интенсивным рендерингом.

После изменения настроек требуется перезагрузка компьютера. Отключение функции также выполняется через тот же раздел параметров.

¶Влияние на производительность

По данным независимых тестов и обзоров, эффект от включения аппаратного планирования GPU зависит от конкретной конфигурации системы, разрешения экрана и типа приложений:

• На видеокартах среднего и высокого сегмента при низком разрешении (1080p) и высокой частоте кадров прирост производительности может составлять от нескольких процентов до 10–15% в отдельных играх.
• При высоких разрешениях (1440p, 4K) разница, как правило, незначительна, поскольку нагрузка смещается на сам графический процессор, а не на планировщик.
• В некоторых приложениях и играх на старых драйверах или слабом оборудовании включение функции может привести к снижению производительности или нестабильности.

Microsoft рекомендует включать функцию только при наличии актуальных драйверов видеокарты и при условии, что тестирование на конкретной системе показывает положительный или нейтральный результат.

¶Ограничения

Аппаратное планирование GPU имеет ряд ограничений:

• Поддерживается только в 64-разрядных версиях Windows 10 и Windows 11.
• Требует видеодрайверов WDDM 2.7 или выше.
• Не работает с некоторыми устаревшими приложениями, использующими устаревшие интерфейсы графики.
• На гибридных ноутбуках с двумя видеокартами (встроенная и дискретная) функция может работать некорректно без дополнительной настройки.

¶Аппаратное и программное планирование: сравнение

¶Windows 11

В Windows 11 аппаратное планирование GPU включено по умолчанию на поддерживаемом оборудовании, что отражает позицию Microsoft: функция считается зрелой и рекомендованной к использованию. В Windows 10 она остаётся опциональной и выключенной по умолчанию.

¶История

Функция была анонсирована Microsoft весной 2020 года в составе обновления Windows 10 May 2020 Update (версия 2004). Первоначально поддержку объявили NVIDIA и AMD; позже к ней присоединилась Intel. Идея аппаратного планирования восходит к давней практике выделения отдельных аппаратных блоков (scheduler) в самих графических процессорах, однако именно в Windows 10 впервые была реализована возможность полной передачи планирования на сторону драйвера.

¶Источники

• Документация Microsoft по Windows Display Driver Model (WDDM)
• Обзоры и тесты аппаратного планирования GPU (Tom's Hardware, GamersNexus)
• Системные требования и примечания к обновлению Windows 10 May 2020 Update