Доброго времени суток! Сегодня я хотел поговорить о новой функции – «планирование графического процессора с аппаратным ускорением» (англ. Hardware Accelerated GPU Scheduling). Я постараюсь как можно более полно рассказать о ней, предоставлю тесты для сравнения в шести играх, приведу определением и попробую сделать вывод. Начнём с того, где можно включить и с каким оборудованием и при каких условиях данное новшество можно активировать.
Для работы вам понадобится операционная система windows 10 версии 2004 (обновление от 10 мая 2020 года). Видеокарты NVIDIA- Pascal и Turing, с пакетом драйвера версии 451.48 и выше, или амд AMD серий 5600, 5700 драйверами начиная с Adrenalin 2020 Edition 20.5.1 Beta. Активация производится в разделе «Параметры Windows», Система, Дисплей и в данном разделе, в части «Несколько дисплеев», выбрать «настройки графики», переключить ползунок «планирование графического процессора с аппаратным ускорением» и перезагрузить компьютер. Если его нет, значит не выполнено какое то условие. Советую дочитать до конца, прежде проверять.
Определений можно найти два, в своём контексте одно звучит скромнее – «данная функция обеспечивает более эффективное планирование графического процессора между приложениями. Для большинства пользователей этот переход будет прозрачным». Слово «прозрачным» настораживает, как и продолжение «если мы сделаем свою работу правильно, вы никогда не узнаете, что переход произошел … эта модернизация позволит реализовать новые возможности в будущем». Это выдержка из статьи майкрософт, под названием (Hardware Accelerated GPU Scheduling), и сразу скажу, вокруг него и будет построен вывод. АМД и НВИДИА (объединим в одно) дали более громкие определения.
Опр. NVIDIA: это новая функция может потенциально повысить производительность и уменьшить задержку, позволяя видеокарте напрямую управлять собственной памятью.
Опр. AMD: эта функция потенциально может улучшить скорость отклика графического процессора и обеспечить дополнительные инновации в управлении рабочей нагрузкой графического процессора в будущем.
В целом они схожи, а ключевое слово – «потенциально может улучшить производительность и уменьшить задержку». Какую производительность и задержку? Ты можешь подумать о «времени кадра», но не спеши с выводами. На данный момент виндовс продолжает контролировать и решать, какие приложения имеют приоритет в данной ситуации. Но теперь я хочу подробнее рассказать о работе, и почему громкие заявления нвидия и амд стоит сейчас оставить, вместе с данным нововведением (конечно, речь про простого геймера, вроде меня, и возможно тебя).
Создание кадра за раз неэффективно, поэтому существует метод, называемый буферизацией, про которую, а это одно из назначений нововведения. Да это самая большая проблема для GPU. Некоторые приложения позволяют изменить размер буфера (панель управления, настройки игры) или вовсе его отключить, ну а большинство приложений разработано так, чтобы скрыть затраты на планирование с помощью буферизации. Так же, почему то был потерян CPU из виду, ведь он готовит и отправляет команды группами графическому процессору, что в целом увеличивает производительность, которая может проявляться, как повышенная частота кадров, но также увеличивается задержка ввода. Аппаратное ускорение графического процессора разгружает потоки процессора и передаёт на «планирование графического процессора». Некоторый объём данных выгружается из процессора. Как ожидается в теории, более заметен данный эффект будет на младших моделях процессора, достигших 100% загрузки в работе. Однако, на данный момент имитация процессора, как слабого места в ПК, не дала положительных результатов, но не обязательно факт, разные конфигурации систем могут дать разные результаты. Задержкой же, можно назвать нажатую кнопку пользователем, которая проявится уже в работе графического процессора. Hardware-accelerated GPU scheduling» расставляет приоритеты и решает, какие приложения имеют первенство среди прочих задач.
Как ты видишь, в тестах нет никакого смысла. Но раз я их сделал раньше, чем сам прочитал статью, то почему бы и нет. Меня волнуют два вопроса — стоит ли её включать и не будут ли вылеты и т.п. В тесте участвовали 6 игр: Assassin’s Creed Origins, Assassin’s Creed Odyssey, Borderlands 3, Grand Theft Auto V, Red Dead Redemption 2 и S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat. Я буду использовать аббревиатуру – HWS (Hardware Accelerated GPU Scheduling). Под спойлером общий порядок и система.
Спойлер
Все игры лицензия, в 5 из 6 использован бенчмарк, только один проход бенчмарка, никаких предварительных прогонов, а значит всё как есть. В конце видео показаны все процессы в диспетчеры задач, а так же включено или выключено «планирование графического процессора с аппаратным ускорением». Графические настройки не менялись. Сталкер и Originsпрогонял с изображением «на весь экран», остальные – «полный экран без рамки». Все игры были записаны через программу ShadowPlay в GeForce Experience. Только Assassin’s Creed Originsна SSD, остальные на HDD.
Система: процессор 10700k(OC: 5000), видеокарта GTX 1080, файл подкачки отключён, 32Гб 3800 С17 CR2. Драйвер 452.06.
Assassin’s Creed Origins. Здесь неожиданно с включенной HWS я увидел фризы. Повторял тест, с перезагрузкой, два раза. Ниже результат.
Первое видео с выключенной, второе с включенной HWS:
OFF HWS:минимум 55, средний 84, максимум 140 (всего кадров 10266)
ONHWS: минимум 25, средний 86, максимум 176 (всего кадров 10293)
Assassin’s Creed Odyssey.
Спойлер
Первое видео с выключенной, второе с включенной HWS:
OFF HWS:минимум 43, средний 76, максимум 147 (всего кадров 4868)
ONHWS: минимум 27, средний 79, максимум 157 (всего кадров 5026)
Borderlands 3.
Спойлер
OFF HWS:1% 36 и 0.1% 8 , средний 74, максимум 88, минимум 59
ONHWS: 1% 60 и 0.1% 22 , средний 74, максимум 88, минимум 65
Grand Theft Auto V.
Спойлер
OFF HWS:1% 67 и 0.1% 40 , средний 138, максимум 268, минимум 73
ONHWS: 1% 64 и 0.1% 42 , средний 138, максимум 268, минимум 72
Red Dead Redemption 2.
Спойлер
OFF HWS:1% 45 и 0.1% 29 , средний 55.5, максимум 68.7, минимум 42.9
ONHWS: 1% 45 и 0.1% 30 , средний 56.2, максимум 74.4, минимум 38.7
S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat+ SGM mod. Небольшая пробежка. Минимальный не отмечаю, фризы есть.
Спойлер
OFF HWS:минимум 51, средний 103, максимум 132
ONHWS: минимум 46, средний 101, максимум 132
В играх AS Odyssey и Originsвырос максимальный и средний FPS, что очень хорошо для данных игр, однако просел минимальный, что и так проблема для слабого процессора в этой игре. Отдельно стоит рассмотреть Бордерлендс 3, где вырос минимальный, но стоит ли это отнести к особенностям бенчмарка. В остальном всё кажется на уровне погрешности. Конечно, данная функция ориентирована на долгосрочную перспективу. Некоторые пользователи проводят тесты, в попытках увидеть изменение, но итог довольно неутешительный. Начнём с вырванных из контекста слов и громких заявлений, и в конечном итоге узко направленных взглядов, а возможно и путаницы в слове «задержка», где фигурируют «задержка ввода» и «время кадра». Что касаемо багов, связанных с работой игр, к примеру было сказано про игру RDR2, лично я столкнулся с производительностью в Origins, но без записи это уже не так заметно, а в комментариях пишут о вылетах в таких играх, как Shadow of the tomb raider, Forza horizon 4, Detroit: become human, Planetside 2. Возможно, уже кое что было поправлено. Лично я, играя в Borderlands 3 в течении пары часов не обнаружил проблем. так или иначе, проблемы есть, как минимум от игры к игре, и к ним стоит быть готовым. Хотя уже прямо было отмечено: «майкрософт непременно будет собирать крупномасштабные данные о производительности и надежности, а также отзывы клиентов».
А в заключении хочется отметить о общем этапе работы на данный момент — модернизация фундаментальной основы графической подсистемы и подготовка почвы для будущих событий. Это обновление, сегодня, не предназначено для непосредственного улучшения производительности в играх. Оно разработано, чтобы улучшить работу будущих функции, о которых ещё не сказали прямо.
Спойлер
P.S. Я могу ошибаться, и рад, если ты оказался внимательнее или более образован в данной теме, чем я. Прекрасно, если правки будут внесены в комментариях. Если что-то не так или ты хочешь оспорить или проверить лично, я не возражаю, и очень даже приветствую. Я старался, смотрел, переводил и тестировал, не знаю, насколько всё хорошо, но я надеюсь, что нигде не соврал и ты, быть может, нашёл здесь что-то интересное для себя.
В параметрах графики Windows 11 и Windows 10 (начиная с обновления в мае 2020) присутствует функция «Планирование графического процессора с аппаратным ускорением», призванная снизить задержки в играх и других графически интенсивных приложениях.
В этом материале о том, что делает функция планирования GPU, включать ли её и как включить планирование графического процессора с аппаратным ускорением.
Что делает функция и стоит ли включать её
Планирование графического процессора с аппаратным ускорением призвано снять часть нагрузки с центрального процессора, что, в некоторых случаях, может улучшить общую производительность в играх, а главное — снизить инпут-лаг (задержку при вводе).
Стандартно (без использования функции) планирование команд и их отправка для GPU (видеокарты) выполняется процессором с помощью планировщика WDDM, при этом команды отправляются не по одной, а пакетами (буферизация кадров). Это позволяет улучшить частоту кадров, но может приводить к задержкам ввода в играх: то есть отклик на действие пользователя происходит при отправке следующего пакета.
Планирование графического процессора с аппаратным ускорением снимает часть выполняемых процессором задач и передает их на обработку планировщику видеокарты. В случае, если узкое место вашего компьютера — это процессор, либо какие-то из игр нагружают его на 100%, включение рассматриваемой функции может быть полезным: но для каждого конкретного случая изменения будут заметными. Это лучше проверить самостоятельно, результат может отличаться в зависимости от игры и конкретной системы: например, тесты показывают, что результат тем лучше, чем мощнее используемая видеокарта.
Эффект от включения функции может проявиться не только в снижении инпут-лага и производительности в играх: в некоторых случаях этого можно и не наблюдать, но получить снижение нагрузки на процессор и его температуры в играх.
Как включить планирование графического процессора с аппаратным ускорением в Windows 11 и Windows 10
Для того, чтобы функция была доступна для включения, должны выполняться следующие условия:
- Установлена Windows 11 или Windows 10 с обновлением компонентов от мая 2020 года.
- Компьютер оборудован видеокартой NVIDIA GeForce 10-й или более новой серии, AMD Radeon RX 5600 или более новой.
- Установлены драйверы видеокарты, желательно — новые.
Параметры
Для того, чтобы включить планирование графического процессора с аппаратным ускорением в Параметрах, достаточно выполнить следующие шаги:
- Нажмите правой кнопкой мыши по рабочему столу и выберите пункт «Параметры экрана».
- В Windows 11 нажмите «Графика» в разделе «Сопутствующие параметры», а в Windows 10 — «Настройки графики» ниже раздела «Несколько дисплеев».
- В Windows 11 дополнительно перейдите в раздел «Изменение стандартных параметров».
- Включите опцию «Планирование графического процессора с аппаратным ускорением».
Если переключатель для включения функции отсутствует, это может говорить о том, что на компьютере отсутствует подходящее оборудование с её поддержкой, либо не установлены актуальные драйверы дискретной видеокарты NVIDIA или AMD.
Редактор реестра
Ещё одна возможность включить функцию — реестр Windows:
- Нажмите клавиши Win+R на клавиатуре, введите regedit и нажмите Enter.
- В открывшемся редакторе реестра перейдите к разделу
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\GraphicsDrivers
- Нажмите правой кнопкой мыши в правой панели редактора реестра и создайте новый параметр DWORD (32-бит) с именем HwSchMode
- Дважды нажмите по параметру и задайте значение 2 для него, сохраните изменения.
- Закройте редактор реестра и перезагрузите компьютер.
Подводя итог: если вы не знаете, стоит ли включать планирование GPU с аппаратным ускорением в Windows, лучший способ определить это — попробовать включить и посмотреть, как изменится отзывчивость игры на ввод, а также нагрузка на процессор и его температура. Если окажется, что выгоды от включения заметны, стоит оставить функцию включенной. Кроме этого, следует учитывать, что в разных играх результат может отличаться.
You can try enabling the Windows 10 GPU hardware scheduling if you are looking for a way to improve your computer performance.
Introduced in the May 2020 update of Microsoft, this feature has been used by many gamers to see if it helps them.
But, it might not be supported by your computer’s GPU.
Here, in this article, we will talk about Windows 10 GPU hardware scheduling and if it should be enabled.
How does the GPU Hardware Scheduling work?
Multiple processes that submit tasks to the GPU are mostly managed by the Windows Display Driver Model (WDDM) GPU scheduler. The CPU is responsible for planning and sending the tasks to the GPU, while the GPU is responsible for rendering them.
The CPU will submit commands in batches instead of one at a time, to make the process more efficient.
This technique increases performance by producing better framerate and is called frame buffering. But, as it also increases input latency, this process comes at a cost. So, even when you press the button, no effect can be seen till the CPU submits the new batch to the GPU.
Some of the high-priority tasks, that are usually managed by your CPU and then passed on to a dedicated GPU-based scheduling processor, are taken by the hardware-accelerated GPU scheduling. This process, theoretically, takes some pressure off the CPU and reduces the input lag.
Should You Enable it?
The GPU hardware scheduling feature might be worth turning on if your computer has a low or mid-tier CPU. If your CPU reaches 100% load in a few games then you should surely give this a try.
There are a couple of ways you can improve your computer performance without upgrading if the feature is not available for you. For instance, you could turn off frame buffering either by in-game options or through the GPU driver control panel.
The final decision is obviously yours. You might test it with different games and see no changes. Microsoft has stated that the users should not notice any major differences in the game but there might be some positive changes in your CPU’s load and temperature.
Technical Requirements for Enabling the Windows 10 GPU Hardware Scheduling
You need a very new PC for the GPU Hardware Scheduling feature, as it has become available very recently, in 2020. You must have a supported GPU installed on your PC and need to be running Windows 10 2004 or a newer version.
Mostly, NVidia GPU’s support hardware scheduling. Even Intel and AMD are working on support for the feature in their future updates.
After you have confirmed that you have a compatible GPU, just check again if it has the latest drivers to your GPU. Then, if every box is ticked, your computer is ready to enable the GPU hardware scheduling feature in Windows 10.
How to Turn On the Windows 10 GPU Hardware Scheduling
Using Windows Settings
Follow the given steps:
-
First, click Start, then move to Settings, then System.
-
Select Display, from the left-hand menu.
-
Click Graphics settings below Multiple Displays.
-
Then, switch on the toggle for Hardware-accelerated GPU scheduling.
-
Finally, Restart your computer.
Using the Registry Editor
You need to enable the option from Registry Editor if you can’t find it within Settings.
-
Search for registry editor and select Run as administrator in the Start menu search bar.
-
Move to HKEY_LOCAL_MACHINE, then SYSTEM, then CurrentControlSet, then Control, and finally GraphicsDrivers.
-
Locate and open HwSchMode.
-
Then, ensure Base is set to Hexadecimal.
-
Set Value data to 2.
-
Save the settings by clicking Ok.
-
Finally, restart your computer.
Try It Once
You might be able to test the GPU hardware acceleration feature, although it is not available to all Windows users. You can either enable it from the Windows 10 Settings or use Registry Editor.
Conclusion
Enabling Windows 10 GPU hardware scheduling may improve computer performance, but it may not be supported by all GPUs. This feature offloads some high-priority tasks from the CPU to the GPU-based scheduling processor, which can reduce input lag and CPU load.
However, it may increase input latency and may not have a noticeable impact on some games. It’s important to have a compatible GPU and Windows 10 version, and to update the GPU drivers before enabling this feature. Users can enable GPU hardware scheduling through Windows Settings or Registry Editor.
Frequently Asked Questions
1. Can I turn off Windows 10 GPU hardware scheduling if I don’t like it?
Yes, you can turn off Windows 10 GPU hardware scheduling at any time by going to your system’s Display settings, clicking on «Graphics settings,» and toggling the «Hardware-accelerated GPU scheduling» option to «Off.»
2. Is Windows 10 GPU hardware scheduling worth turning on?
Whether or not Windows 10 GPU hardware scheduling is worth turning on depends on your specific hardware and usage patterns. Some users have reported significant performance improvements with the feature enabled, while others have not noticed any difference.
3. What are some benefits of turning on Windows 10 GPU hardware scheduling?
Some benefits of turning on Windows 10 GPU hardware scheduling include improved gaming performance, reduced input lag, and smoother video playback.
4. Are there any downsides to turning on Windows 10 GPU hardware scheduling?
There are some downsides to turning on Windows such as crashes or lower performance in certain applications while most users have reported positive results with Windows 10 GPU hardware scheduling.
Abstract
You may have noticed a mysterious new optional feature called Hardware Accelerated GPU Scheduling appear in the advanced graphics settings page with the Windows 10 May 2020 update. The purpose of this blog is to give some background on this new feature and how we are introducing it. It is intended for folks curious about Windows internals. Remaining on the cutting edge of hardware innovation has always been a critical aspect of our graphics platform. Hardware Accelerated GPU Scheduling enables more efficient GPU scheduling between applications. For most users, this transition will be transparent. It is one of those things that if we do our job right, you will never know the transition happened. As the graphics platform continues to evolve, this modernization will enable new scenarios in the future.
WDDM GPU Scheduler
It has been almost 14 years since the introduction of the Windows Display Driver Model 1.0 (WDDM) and with it the introduction of GPU scheduling in Windows. Few likely remember the pre-WDDM days where applications could simply submit work to the GPU as much as they wanted. They submitted to a global queue where it was executed in a strict “first to submit, first to execute” fashion. These very rudimentary scheduling schemes were workable, at a time where most GPU applications were full screen games, being run one at a time.
With the transition to a broad set of applications using the GPU for richer graphics and animations, the platform needed to better prioritize GPU work to ensure a responsive user experience. Thus, the WDDM GPU scheduler was born.
Over time we have significantly enhanced the GPU scheduler at the heart of WDDM, supporting additional features and scenarios with each new WDDM version. However, throughout its evolution, one aspect of the scheduler was unchanged. We have always had a high-priority thread running on the CPU that coordinates, prioritizes, and schedules the work submitted by various applications.
This approach to scheduling the GPU has some fundamental limitations in terms of submission overhead, as well as latency for the work to reach the GPU. These overheads have been mostly masked by the way applications have traditionally been written. For example, an application would typically do GPU work on frame N, and have the CPU run ahead and work on preparing GPU commands for frame N+1. This buffering of GPU commands into batches allows an application to submit just a few times per frame, minimizing the cost of scheduling and ensuring good CPU-GPU execution parallelism.
An inherent side effect of buffering between CPU and GPU is that the user experiences increased latency. User input is picked up by the CPU during “frame N+1” but is not rendered by the GPU until the following frame. There is a fundamental tension between latency reduction and submission/scheduling overhead. Applications may submit more frequently, in smaller batches to reduce latency or they may submit larger batches of work to reduce submission and scheduling overhead.
Hardware-accelerated GPU scheduling
With Windows 10 May 2020 update, we are introducing a new GPU scheduler as a user opt-in, but off by default option. With the right hardware and drivers, Windows can now offload most of GPU scheduling to a dedicated GPU-based scheduling processor.
Windows continues to control prioritization and decide which applications have priority among contexts. We offload high frequency tasks to the GPU scheduling processor, handling quanta management and context switching of various GPU engines.
The new GPU scheduler is a significant and fundamental change to the driver model. Changing the scheduler is akin to rebuilding the foundation of a house while still living in it. To ensure a smooth transition we are introducing the new scheduler as an early-adopter, opt-in feature. During the transition we will gather large scale performance and reliability data as well as customer feedback.
We are adding UI to the Advanced Graphics Settings page to control enabling the new GPU scheduler. The settings page can be reached through Settings -> System -> Display -> Graphics Settings. If both your GPU and driver support the new GPU scheduler, the UI below will appear.
Which GPUs will support Hardware Scheduling?
The new GPU scheduler will be supported on recent GPUs that have the necessary hardware, combined with a WDDMv2.7 driver that exposes this support to Windows. Please watch for announcements from our hardware vendor partners on specific GPU generations and driver versions this support will be enabled for.
Hardware accelerated GPU scheduling is a big change for drivers. While some GPUs have the necessary hardware, the associated driver exposing this support will only be released once it has gone through a significant amount of testing with our Insider population.
If you are an Insider and have chosen to install a build of Windows from our Fast or Slow distribution ring, you have been running a version of Windows with support for hardware accelerated GPU scheduling. You may have even been part of our experimentation!
As we get under-development drivers from our GPU manufacturer partners, we published these drivers to an Insider version of Windows Update (WU) where distribution is limited to the Insider population. In the Insider Fast Ring, we can run experiments where we silently toggle hardware accelerated GPU scheduling on, on behalf of some users such that we get a mix of users running with and without the new scheduler.
Through our experimentation platform and our telemetry system we can effectively run A/B experiments and compare how systems running with hardware accelerated GPU scheduling compare to systems running our old GPU scheduler. We monitor reliability telemetry such as kernel crashes (bluescreens), user mode crashes, GPU hangs, freeze/deadlocks as well as a limited set of performance metrics.
Once a driver completes support for hardware accelerated scheduling and accumulates enough execution time in our Insider Pool to demonstrate its reliability and performance, it is allowed to be promoted to the public version of Windows Update where it becomes available to everyone running the supported hardware.
Why not have hardware accelerated GPU scheduling on by default for all users given all the care taken before a driver can expose this support? Although we do a lot of validation through our Insider population, the number of system configurations and scenarios in the Insider population does not fully cover what can happen in our eco-system of more than a billion devices. Because hardware accelerated GPU scheduling is such a fundamental pillar of the graphics subsystem and used in absolutely everything that you do on your PC, we decided to introduce it initially as an opt-in to avoid any possible disruption. Users can opt-in through the UI and for new systems, OEM are encouraged to configure and validate their system with hardware accelerated GPU scheduling turned on from the factory.
What to expect when switching to the new GPU scheduler
The transition should be transparent, and users should not notice any significant changes. Although the new scheduler reduces the overhead of GPU scheduling, most applications have been designed to hide scheduling costs through buffering.
The goal of the first phase of hardware accelerated GPU scheduling is to modernize a fundamental pillar of the graphics subsystem and to set the stage for things to come… but that’s going to be a story for a another time 😊.
We do not expect customers to experience performance regressions but if you encounter any, please be sure to file feedback at: https://aka.ms/submitgameperformancefeedback.
Thanks
Please give this a try and let us know what you think!
Author
Lead and architect for the Windows Graphics Kernel.