顯卡驅(qū)動(dòng)的秘密:游戲全屏能比窗口更流暢?
大家經(jīng)常會(huì)遇到顯卡驅(qū)動(dòng)的很多問題,例如驅(qū)動(dòng)會(huì)突然崩潰黑屏后又恢復(fù),例如游戲在全屏模式下就是比窗口模式流暢,又例如升級(jí)系統(tǒng)后老顯卡居然也可以跑DX12游戲等等。為什么會(huì)這樣子?今天就一起來(lái)談?wù)勶@卡驅(qū)動(dòng)的一些話題吧。
顯卡驅(qū)動(dòng)到底是怎樣的?
要讓某個(gè)硬件被操作系統(tǒng)所識(shí)別、讓硬件在操作系統(tǒng)中發(fā)揮功效,驅(qū)動(dòng)程序必不可少。顯卡驅(qū)動(dòng)顧名思義,就是用來(lái)讓操作系統(tǒng)識(shí)別顯卡的。很多朋友全新安裝Windows系統(tǒng)后,發(fā)現(xiàn)顯示分辨率非常低,系統(tǒng)也并不能正常運(yùn)行很多大型3D游戲,或者進(jìn)行視頻硬解碼,于是把原因歸咎為沒有安裝顯卡驅(qū)動(dòng)——這種說(shuō)法,實(shí)際上并不準(zhǔn)確。
既然操作系統(tǒng)能識(shí)別顯卡并顯示畫面,意味著顯卡已經(jīng)被驅(qū)動(dòng)所識(shí)別,只不過(guò)Windows自帶的只是最基本的VGA驅(qū)動(dòng),只提供基本的顯示功能,并不能發(fā)揮顯卡的種種特性。所以,實(shí)際上全新安裝的系統(tǒng),也是有顯卡驅(qū)動(dòng)的,只不過(guò)這個(gè)驅(qū)動(dòng)只能保證最基本的畫面顯示而已。
但是,也千萬(wàn)不要小看這個(gè)最基本的驅(qū)動(dòng),這可以說(shuō)是Windows系統(tǒng)***的優(yōu)點(diǎn)之一。要知道其他系統(tǒng)壓根連這樣的驅(qū)動(dòng)也沒法提供,例如Android。而Windows則很少存在這樣的問題,新的Windows發(fā)布后,幾乎全世界的PC都可以升級(jí),這就是Windows系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)大之處。
Windows擁有一套顯卡驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)模型,這令各家廠商都可以根據(jù)這套模型,開發(fā)適用于Windows的驅(qū)動(dòng)。因此,顯卡廠商可以獨(dú)自為用戶提供相應(yīng)的Win顯卡驅(qū)動(dòng),并不需要微軟親自下場(chǎng)動(dòng)手適配各種顯卡。在XP時(shí)代,這套驅(qū)動(dòng)模型叫XPDM,現(xiàn)在則是WDDM。
顯卡廠商只要遵循WDDM,就可以編寫出自己的顯卡驅(qū)動(dòng)。用戶手動(dòng)安裝或者通過(guò)Windows Update獲取相應(yīng)顯卡的新驅(qū)動(dòng)后,顯卡的潛力就可以被進(jìn)一步發(fā)掘出來(lái)。毫無(wú)疑問,Windows系統(tǒng)的顯卡驅(qū)動(dòng)機(jī)制,有著靈活的擴(kuò)展性。
為何顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰后會(huì)黑屏接而恢復(fù)?
很多朋友都遇到過(guò)顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰,當(dāng)超頻失敗,或者顯卡散熱不良之類的情況下,系統(tǒng)右下角會(huì)出現(xiàn)“顯示器驅(qū)動(dòng)程序停止響應(yīng),并且已成功恢復(fù)”的字樣,這就是典型的顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰。當(dāng)顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰后,系統(tǒng)會(huì)暫時(shí)黑屏,但很快又恢復(fù)。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?
實(shí)際上,顯卡驅(qū)動(dòng)黑屏后恢復(fù),已經(jīng)是莫大的改進(jìn)。在XP時(shí)代,顯卡驅(qū)動(dòng)一旦崩潰,系統(tǒng)會(huì)直接藍(lán)屏崩潰。但在Vista以后,微軟把驅(qū)動(dòng)模型改進(jìn)成為了WDDM,極大地提高了穩(wěn)定性。在Vista及以后的系統(tǒng)中,內(nèi)核層和用戶層分離,WDDM顯卡驅(qū)動(dòng)很大一部分被歸到用戶層當(dāng)中,顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰只需要重置就可以了,并不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)核崩潰,從而藍(lán)屏死機(jī)。
換言之,顯卡驅(qū)動(dòng)崩潰后黑屏然后恢復(fù),就是WDDM驅(qū)動(dòng)重置的過(guò)程。當(dāng)然,如果顯卡出的問題太大,就不僅僅是WDDM驅(qū)動(dòng)重置就可以解決的,該死機(jī)還是會(huì)死機(jī)。但無(wú)論如何,WDDM的確在穩(wěn)定性上遠(yuǎn)勝于XPDM,這也是為何Win7以后的系統(tǒng)玩游戲比XP更穩(wěn)定的一大原因。
為何游戲全屏就是比窗口更流暢?
現(xiàn)在越來(lái)越多的游戲加入了窗口模式,和全屏模式相比,窗口模式玩游戲會(huì)更加方便。例如想要一邊聊QQ一邊游戲,又或者想要開N個(gè)游戲掛機(jī),那么在窗口模式玩游戲是更好的選擇。不過(guò),很多朋友都會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的一個(gè)現(xiàn)象,窗口模式玩游戲就是沒全屏模式流暢,幀數(shù)都會(huì)少一些,無(wú)論目測(cè)還是用工具測(cè)都是如此。為什么會(huì)這樣呢?
Win7的WDDM 1.1相比Vista的WDDM 1.0,一大改進(jìn)就是窗口模式的效率。
這和Windows的顯卡驅(qū)動(dòng)是有關(guān)系的。在窗口模式下,除了渲染游戲內(nèi)容,顯卡驅(qū)動(dòng)還會(huì)調(diào)用GPU渲染資源管理器等元素——窗口就是資源管理器的一部分。在Vista和Win7中,資源管理器使用Aero特效,這也會(huì)造成一部分的負(fù)擔(dān)。不但如此,在Vista中,由于WDDM 1.0驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)不完善,在窗口模式下渲染游戲,需要CPU對(duì)窗口及游戲進(jìn)行軟混合,效率很低,所以窗口模式玩游戲會(huì)特別卡。在Win7以后的系統(tǒng)中,WDDM進(jìn)行了改進(jìn),就沒有再出現(xiàn)此類情況了。
與之相比,全屏模式可以讓游戲渲染獨(dú)占所有的顯卡資源,顯卡不必再為資源管理器之類的元素分心。因此,游戲全屏模式比窗口模式更流暢,也就理所當(dāng)然了。
升級(jí)新系統(tǒng)對(duì)顯卡驅(qū)動(dòng)有何好處?
在每一代Windows系統(tǒng)中,WDDM都會(huì)有所改進(jìn)。例如前面說(shuō)到的Win7的WDDM 1.1改進(jìn)了Vista中WDDM 1.0窗口模式太低效的問題,而在Win8中的WDDM 1.2又新增了16bit色深乃至YUV 4:4:4的支持,還支持顯卡只做純渲染而不輸出圖像;在Win8.1中的WDDM 1.3中優(yōu)化了顯存調(diào)用并新增了無(wú)線輸出等特性。此后Win10的WDDM 2.0更是改進(jìn)巨大,配合DX12這個(gè)新的圖形API,能讓多顯卡工作更加高效,而且就算是老顯卡,也能夠運(yùn)行DX12游戲——只是并不能發(fā)揮DX12的全部好處罷了。
可以說(shuō),新的WDDM的確可以帶來(lái)很多好處。為何游戲玩家會(huì)最為青睞Win10?因?yàn)橹挥性谛孪到y(tǒng)中,才能使用新的WDDM版本的顯卡驅(qū)動(dòng),從而帶來(lái)更好的游戲體驗(yàn)。如果你使用的是一些新型硬件,例如Surfacebook這種可分離GPU的設(shè)計(jì),或者VR設(shè)備、HDR顯示器等,那么新的WDDM更加必不可少。例如Windows10周年更新帶來(lái)的WDDM 2.1才能支持HDR輸出,而Windows10秋季更新帶來(lái)的WDDM 2.2有對(duì)AR、VR顯示有所優(yōu)化。因此,越新的硬件,越需要新的WDDM顯卡驅(qū)動(dòng)才能發(fā)揮其真正實(shí)力。
如果僅僅是安裝新驅(qū)動(dòng)、而不升級(jí)新系統(tǒng),是無(wú)法享受到新版WDDM的好處的。另外,如果你沒有升級(jí)系統(tǒng),新的驅(qū)動(dòng)就不要亂裝了。某些驅(qū)動(dòng)基于新版的WDDM設(shè)計(jì)的,舊的系統(tǒng)無(wú)法兼容。例如Win7就無(wú)法使用為XP設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng),因?yàn)閄P的顯示驅(qū)動(dòng)模型是XPDM,Win7使用的是WDDM。同樣,Vista、Win7的顯卡驅(qū)動(dòng)或許是可以裝到Win10中的,但絕然不可能兼容XP,因?yàn)閮烧叩娘@卡驅(qū)動(dòng)模型迥然不同。
總結(jié)
目前微軟仍在持續(xù)改進(jìn)WDDM,例如在***的Win10創(chuàng)意者秋季更新中,就使用了WDDM 2.3。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),Windows仍會(huì)是最適合玩游戲的系統(tǒng),而新版的WDDM又能進(jìn)一步發(fā)掘顯卡的潛力、修復(fù)以往的問題。如果你是一名PC游戲骨灰玩家,不妨注意一下WDDM的升級(jí),有了好顯卡也得要足夠先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)才能帶來(lái)***的體驗(yàn)。