WDDM 概述

Windows 显示驱动程序模型l (WDDM) 是适用于 Windows 的图形显示驱动程序体系结构。 Microsoft在 Windows Vista(WDDM 1.0)中引入了 WDDM,并随着每个 Windows 版本不断改进。 WDDM 取代了 旧的 XDDM 驱动程序模型 ,以启用高级图形功能(如桌面窗口管理器(DWM),通过容错和恢复来提高稳定性,并通过高效的 GPU 计划和虚拟内存管理提高性能。 这种新式体系结构使 Windows 能够支持日益复杂的图形功能,从复合桌面到实时光线跟踪和 AI 支持的图形工作负载。

Windows 8 (WDDM 1.2) 需要 WDDM。

WDDM 版本历史记录

以下表格展示了 WDDM 版本及引入这些版本的 Windows 系统版本:

WDDM 版本 Windows 版本 主要功能
WDDM 1.0 Windows Vista GPU 计划、虚拟内存管理、TDR
WDDM 1.1 Windows 7 GDI 硬件加速,Direct3D 11,多适配器支持
WDDM 1.2 Windows 8操作系统 立体 3D、抢占式多任务、降低内存占用
WDDM 1.3 Windows 8.1 Miracast 无线显示设备,多平面叠加层
WDDM 2.0 Windows 10 (1507) GPU 虚拟寻址,驱动程序驻留模型,Direct3D 12
WDDM 2.1 Windows 10 (1607) 着色器模型 6.0,HDR10 支持
WDDM 2.2 Windows 10 (1703) 虚拟/混合现实支持
WDDM 2.3 Windows 10 (1709) HDR、显示颜色空间转换
WDDM 2.4 Windows 10 (1803) GPU 半虚拟化、IOMMU 支持、HDR 改进
WDDM 2.5 Windows 10 (1809) DirectX 光线跟踪 (DXR),HDR 亮度补偿
WDDM 2.6 Windows 10 (1903) 硬件加速GPU调度,可变速率着色
WDDM 2.7 Windows 10 (2004) 网格着色器、DXR 1.1、采样器反馈
WDDM 3.0 Windows 11 (21H2) WSL GPU 支持,Direct3D 12 视频编码
WDDM 3.1 Windows 11 (22H2) 着色器模型 6.7、IOMMU DMA 重新映射
WDDM 3.2 Windows 11 (24H2) 着色器模型 6.8、工作图、泛型程序

有关每个版本中的功能的详细信息,请参阅目录中链接的版本特定的功能页。

核心 WDDM 1.0 功能

WDDM 1.0 中引入的主要功能以及更高版本中的增强功能包括:

  • GPU 计划:抢先计划允许更好地管理 GPU 资源,因为多个应用程序可以更高效地共享 GPU。

  • GPU 的虚拟内存管理:支持更复杂的和更大的图形工作负载,而不会耗尽物理内存。 使用 GPU 虚拟寻址在 WDDM 2.0 中增强了虚拟内存管理。

  • 具有用户模式和内核模式组件的驱动程序:减少因驱动程序故障而导致系统崩溃的可能性。

  • 与 DirectX 紧密集成:确保应用程序可以使用现代 GPU 的完整功能,以及更复杂的高效呈现技术。

  • 超时检测和恢复(TDR)支持:提高系统稳定性。

  • 多显示器支持:实现多显示器设置的无缝配置和管理。

WDDM 2.0 体系结构改进

Windows 10 中引入的 WDDM 2.0 表示显示驱动程序模型的显著体系结构演变。 主要版本从 1.x 增加到 2.0 反映了对内存模型和驱动程序体系结构的基本更改,尤其是引入 GPU 虚拟寻址。 此更改允许每个进程都有自己的 GPU 虚拟地址空间,大大减少内核模式驱动程序的复杂性,并提供更好的性能和稳定性。

关键 WDDM 2.0 改进包括:

  • GPU 虚拟寻址:每个进程获取每个 GPU 上下文都可以在其中执行的唯一 GPU 虚拟地址(GPUVA)空间。 此基本更改可实现更高效的内存管理和进程之间的更好的隔离。

  • 驱动程序驻留模型:应用程序可以更好地控制应驻留在 GPU 内存中的分配,从而实现更好的性能优化。

  • 上下文监视:增强的 GPU 上下文监视功能可提高稳定性和调试。

WDDM 3.0 体系结构改进

Windows 11 中引入的 WDDM 3.0 标志着体系结构里程碑。 版本从 2.x 升级到 3.0,为 Windows 11 的图形子系统体系结构带来了实质性的改进,包括更好地与适用于 Linux 的 Windows 子系统(WSL)集成、增强的视频功能和支持新式呈现技术的基础性更改。

主要 WDDM 3.0+ 功能包括:

  • WSL GPU 支持:WSL 中的用户模式驱动程序支持使 Linux 应用程序能够在 Windows 11 上使用 GPU 加速。

  • Direct3D 12 视频编码:集成到 Direct3D 12 API 中的硬件加速视频编码功能。

  • 高级呈现功能:支持工作图(WDDM 3.2)、泛型程序(WDDM 3.2)和着色器模型增强功能,以启用新的 GPU 驱动的呈现技术。

WDDM 随着每个 Windows 版本不断发展,增加了对尖端图形技术的支持。 有关每个版本中新增功能的详细信息,请参阅特定于版本的功能页。