GPU 驱动程序与其他设备驱动程序有什么不同，可以优化性能？

Question

似乎两大 GPU 制造商不断发布更新的驱动程序，这些驱动程序在这里和那里都有小幅的性能提升。当它们用于同一场比赛时，我敢打赌它会随着时间的推移而累加。

考虑到这一点，为什么我们从来没有听说过 AMD 或 Intel 为某个应用程序或 Windows 版本或其他东西调整 CPU 驱动程序？

Answer 1

首先，有时会发布驱动程序补丁，可能会为特定 CPU 提高性能或提高效率。但显然你问这个问题是因为它并不常见。然而，CPU 驱动程序优化在概念上是相似的。

GPU 是一个非常复杂的电路。它的存在是为了卸载在 CPU 上需要很长时间才能完成的某些任务。他们接收数据集，以及如何处理这些数据的指令。GPU 必须能够以可管理的方式对数据进行排序，并解释指令以告诉它该做什么。然后，它必须对数据执行一系列数学运算。之后，它必须再次对数据重新排序，并在完成后将结果发送回操作系统。这是对计算机图形管道的非常简单的描述。在数据准备好用于程序之前，必须采取多个步骤。

现在，由于 GPU 必须接受指令集并在硬件中实现非常复杂的数学运算，因此已知某些事物会通过此管道运行得更快或更慢。为设备编写驱动程序的一部分是解释发送到设备的数据和指令，翻译它以便设备可以理解它。当驱动程序执行此操作时，它可以决定如何将数据发送到设备，以便任务将花费尽可能短的时间。然而，驱动程序通常没有太多关于它所服务的程序正在做什么的信息。它从程序接收到的只是 API 调用（“画一条线”、“给点上色”、“给三角形着色”等）。因此，它可以做出的假设不是很好。

当 AMD 或 nVidia 发布包含针对特定游戏的性能改进的驱动程序更新时，这意味着驱动程序将检测哪个游戏正在调用图形硬件，并具有一系列关于游戏如何进行的硬编码假设实施的。可能是游戏有很多纹理图像需要在内存中快速交换，或者它在运行中进行了大量颜色混合以产生某些照明效果。通常游戏要做的是实现描述如何执行这些计算的小程序（称为“着色器”），然后将其发送到 GPU 执行。如果驱动程序知道游戏如何使用硬件，它就可以组织数据并选择指令集，以提高吞吐量和效率的方式执行所需的任务。

但有时，在产品发货后，可能会在 GPU 的某些部分发现错误。在设计芯片时，它可能很模糊，以至于在验证中被遗漏了，但可能会发现它会在命中它的特定游戏中导致一些错误或不良行为（甚至崩溃）。在这种情况下，驱动程序将检测到这种有问题的状态并解决它，方法是将一些计算卸载到 CPU 端，或者更改它向 GPU 馈送数据的方式，使其不进入此状态。这些将再次以驱动程序更新的形式发布。

所以基本上，它不会改变硬件本身的性能，它只是改变它使用硬件的方式，以便它可以在同一组数据上更高效、更快速地运行。

Answer 2

“CPU 驱动程序”很少存在，当然也不是可加载的模块。偶尔需要“CPU 驱动程序”来处理多核控制或中断处理的某些变化（例如，AMD 双核需要 WinXP 驱动程序才能充分利用）。否则，大多数操作系统都被配置和构建为直接访问 CPU。如果问题出现并且很严重，则会修补内核代码并发布内核更新。

GPU 不再只是外围设备；它们已经演变成协处理器。“GPU 驱动程序”不仅提供设备访问，还包括封装在驱动程序中的 GPU 处理算法（即图形子程序）。这些“驱动程序”的大小是一个赠品/线索。正是这些算法/子程序正在得到改进。