GPU 执行模型、同步与性能门禁

执行与同步模型

GPU 通常以线程组为调度单位，分支发散、寄存器压力和共享内存占用会限制并发驻留；占用率高也不等于性能好，带宽受限、缓存未命中或同步气泡仍可能成为瓶颈。

资源同步至少需要明确：

1. 执行依赖：哪个命令必须先完成。
2. 内存可见性：写入何时对后续读取可见。
3. 资源状态/布局：渲染目标、纹理、缓冲区当前用途。
4. 队列所有权：图形、计算、复制队列之间如何交接。

D3D12 fence、Vulkan synchronization primitives 和引擎抽象都应服务于这些语义。过度同步会降低并行度；缺失同步则产生非确定性画面或设备错误。

应用：分层性能门禁

flowchart TD
    C["提交"] --> Q["快速包体/编译/Smoke"]
    Q --> M["固定场景帧时间与内存采样"]
    M --> T{"超阈值?"}
    T -->|"否"| N["夜间多设备矩阵"]
    T -->|"是"| B["阻断并附带基线/差异"]
    N --> R["趋势报告"]
    R --> B2{"持续回归?"}
    B2 -->|"是"| B
    B2 -->|"否"| D["发布候选"]

建议门禁指标：P50/P95 帧时间、GPU/CPU 帧时间、峰值显存、加载时长、shader 编译时间、包体大小和功耗。每个指标必须固定场景、分辨率、画质、驱动/设备、预热方式和采样窗口；否则阈值不可比较。

阈值与诊断

• 快速门禁只做少量稳定场景，目标是发现明显回归。
• 夜间门禁覆盖代表性设备和长时间运行，观察温控、泄漏和碎片化。
• 报告同时保留原始采样、基线版本、提交哈希和环境信息。
• 阈值触发后回到 RenderDoc/Nsight/PIX 等工具做根因定位；门禁页不替代工具使用页。
• 对有噪声的指标使用分位数、置信区间或连续多次触发，避免单次抖动阻断。

取舍与常见坑

• 只盯 GPU 占用率：占用率不是帧时间，必须结合队列、带宽、同步和关键 pass。
• 在开发机设硬阈值：硬件、驱动和温度变化会造成误报；固定设备池或分层基线。
• 把 profiling 全塞进每次提交：反馈过慢；快速门禁与深度分析分层。
• 用平均值掩盖长尾：P95/P99 和最坏场景更接近玩家体验。
• 忽视同步正确性：性能优化前先保证资源依赖正确，避免“更快地显示错误”。