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WDDM 概觀

Windows 顯示驅動程式模型 (WDDM) 是適用於 Windows 的圖形顯示驅動程序架構。 Microsoft 在 Windows Vista(WDDM 1.0)中引入了 WDDM,並隨著每個 Windows 版本持續演進。 WDDM 取代 了舊有的 XDDM 驅動程式模型 ,以啟用進階圖形功能,如桌面視窗管理器(DWM),透過容錯與恢復提升穩定性,並透過高效的 GPU 排程與虛擬記憶體管理提升效能。 這種現代架構使 Windows 能支援越來越複雜的圖形功能,從複合桌面到即時光線追蹤及 AI 驅動的圖形工作負載。

Windows 8(WDDM 1.2)需要 WDDM。

WDDM 版本歷史

下表顯示了 WDDM 版本及其引入的 Windows 版本:

WDDM 版本 Windows 版本 主要特色
WDDM 1.0 Windows Vista GPU 排程、虛擬記憶體管理、TDR
WDDM 1.1 Windows 7 GDI 硬體加速、Direct3D 11、多介面卡支援
WDDM 1.2 Windows 8 立體3D、搶先式多工、減少記憶體佔用
WDDM 1.3 Windows 8.1 Miracast 無線顯示器,多平面疊加
WDDM 2.0 Windows 10 (1507) GPU 虛擬位址、驅動程式駐留模型、Direct3D 12
WDDM 2.1 Windows 10 (1607) 著色器型號 6.0,支援 HDR10
WDDM 2.2 Windows 10 (1703) 虛擬/混合實境支援
WDDM 2.3 Windows 10(1709) HDR,顯示色彩空間轉換
WDDM 2.4 Windows 10 (1803) GPU 半虛擬化、IOMMU 支援、HDR 改進
WDDM 2.5 Windows 10(1809) DirectX 光線追蹤(DXR),HDR 亮度補償
WDDM 2.6 Windows 10(1903) 硬體加速的 GPU 排程和變速率著色
WDDM 2.7 Windows 10 (2004) 網格著色器、DXR 1.1、取樣回饋
WDDM 3.0 Windows 11 (21H2) WSL GPU 支援,Direct3D 12 視訊編碼
WDDM 3.1 Windows 11 (22H2) 著色器模型 6.7,IOMMU DMA 重映射
WDDM 3.2 Windows 11 (24H2) 著色器模型 6.8、工作圖、通用程式

關於各版本功能的詳細資訊,請參閱目錄中連結的版本專屬功能頁面。

核心 WDDM 1.0 功能

WDDM 1.0 引入並於後續版本增強的主要功能包括:

  • GPU 排程:搶先排程能更有效管理 GPU 資源,因為多個應用程式能更有效率地共享 GPU。

  • GPU 虛擬記憶體管理:支援更複雜且較大的圖形工作負載,且不會耗盡實體記憶體。 虛擬記憶體管理在 WDDM 2.0 中透過 GPU 虛擬位址功能增強。

  • 同時具備使用者模式與核心模式元件的驅動程式:降低因驅動程式故障導致系統當機的機率。

  • 與 DirectX 緊密整合:確保應用程式能充分發揮現代 GPU 的全部功能及更複雜且高效的渲染技術。

  • 逾時偵測與恢復(TDR)支援:提升系統穩定性。

  • 多螢幕支援:實現多螢幕設定的無縫配置與管理。

WDDM 2.0 架構改進

WDDM 2.0 於 Windows 10 中推出,代表了顯示驅動程式模型的重要架構演進。 從 1.x 到 2.0 的主要版本增量反映了記憶體模型與驅動架構的根本性變革,特別是引入了 GPU 虛擬位址。 此變更使每個程序擁有自己的 GPU 虛擬位址空間,大幅降低核心模式驅動程式的複雜度,並提升效能與穩定性。

WDDM 2.0 的主要改進包括:

  • GPU 虛擬位址:每個程序擁有一個獨特的 GPU 虛擬位址(GPUVA)空間,每個 GPU 情境都能在該空間執行。 這項根本性改變使記憶體管理更有效率,並能更好地隔離程序間。

  • 驅動程式駐留模式:應用程式能更精確地控制哪些配置應駐留在 GPU 記憶體中,從而優化效能。

  • 上下文監控:強化的 GPU 上下文監控功能提升穩定性與除錯能力。

WDDM 3.0 架構改進

WDDM 3.0 於 Windows 11 中推出,標誌著一個架構上的里程碑。 從 2.x 升級到 3.0 的版本帶來了 Windows 11 圖形子系統架構的重大改進,包括與 Windows 子系統 for Linux (WSL) 的更好整合、增強的視訊功能,以及基礎性變更以支援現代渲染技術。

WDDM 3.0+ 的主要功能包括:

  • WSL GPU 支援:WSL 的使用者模式驅動程式支援讓 Linux 應用程式能在 Windows 11 上使用 GPU 加速。

  • Direct3D 12 視訊編碼:整合於 Direct3D 12 API 中的硬體加速視訊編碼功能。

  • 進階渲染功能:支援工作圖(WDDM 3.2)、通用程式(WDDM 3.2)及著色器模型增強,使得新的 GPU 驅動渲染技術得以實現。

WDDM 隨著每個 Windows 版本持續演進,新增對尖端圖形技術的支援。 請參閱版本專屬功能頁面,了解每個版本的新內容。