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Windows Display Driver Model

GPU用ようデバイスドライバの枠組わくぐみ
（DXGIから転送てんそう）

Windows Display Driver Model（ウィンドウズ・ディスプレイ・ドライバ・モデル、WDDM）とは、GPU用ようデバイスドライバ（グラフィックスドライバ）の枠組わくぐみである。

2006年ねんにリリースされたWindows Vistaで最初さいしょに導入どうにゅうされ、Direct3D 9ExやDirect3D 10以降いこうのDirect3Dは、WDDMに対応たいおうするよう設計せっけいされている。

概要がいよう

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DirectX 9（Direct3D 9）までのバージョンにおいては、DirectXランタイムおよびデバイスドライバ層そうの設計せっけいがシングルタスク前提ぜんていとなっており、同時どうじに複数ふくすうの3Dアプリケーションを安全あんぜんかつ安定あんてい的てきに動作どうささせることが困難こんなんになってきた。そのため、Windows Vistaのリリースに伴ともない大幅おおはばに設計せっけいを変更へんこうし、マルチスレッドに対応たいおうさせ安定あんてい度ども向上こうじょうさせるべく設計せっけいされた新あたらしいドライバモデルがWDDMである。WDDMおよび後述こうじゅつのDWMにより、Windows AeroではOSのデスクトップの描画びょうが自体じたいにビデオカードやオンボードグラフィックスなどのGPUを活用かつようしたハードウェアアクセラレーションを使用しようすることができ、結果けっかとしてCPUの負荷ふかを軽減けいげんすることができるようになる。

GPUの仮想かそう化か
GPUのスケジューリングやVRAMの割わり当あての仮想かそう化かで、複数ふくすうのアプリケーションが互たがいを意識いしきすることなく資源しげんを扱あつかえるようになっている。
ユーザーモードへの分離ぶんり
WDDMではドライバソフトウェアがカーネルモードとユーザーモードに分わかれ、不正ふせいなドライバ制御せいぎょなどでシステムがクラッシュを起おこしにくい設計せっけいとなっている。
GPUの回復かいふく
ディスプレイドライバがフリーズしたとしても、Windowsカーネルが検出けんしゅつし、OSの再さい起動きどう無なしにGPUを初期しょき化かして、ディスプレイの表示ひょうじを復活ふっかつできるようになっている[1][2]。

並列へいれつ処理しょり性能せいのうの高たかいGPUに汎用はんよう計算けいさんを高速こうそく実行じっこうさせるGPGPUという取とり組くみがあり、プログラマブルシェーダーが登場とうじょうした頃ころから試こころみられてきたが、長時間ちょうじかんかかるタスクをGPUに実行じっこうさせるとシステム全体ぜんたいを巻まき込こんで不安定ふあんてい化かしたりクラッシュしてしまったりする問題もんだいがあった。CUDA（2007年ねん登場とうじょう）、OpenCL（2008年ねん登場とうじょう）、DirectCompute（2009年ねん登場とうじょう）のようなGPGPU対応たいおうAPIは、ドライバーがWDDMに対応たいおうすることで、汎用はんよう計算けいさんのタスクによってGPUに過か負荷ふかがかかったとき、強制きょうせい的てきにデバイスをリセット・再さい初期しょき化かしてシステム全体ぜんたいの安定あんてい性せいを保たもつことができるようになる。

.NET Framework 3.0以降いこうに含ふくまれるWindows Presentation Foundation (WPF) はDirect3D 9ベースのハードウェアアクセラレーションに対応たいおうしているが、Vista以降いこうではWDDM対応たいおうのDirect3D 9Exが使つかわれる[3]。

バージョン

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XDDM/XPDM

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WDDM発表はっぴょう後ご、従来じゅうらいのグラフィックスドライバの枠組わくぐみをWindows 2000 Display Driver Model (XDDM)[4] あるいはWindows XP Display Driver Model (XPDM)[5] と呼よんで区別くべつするようになった。

Windows Vista以降いこうのOSでも引ひき続つづきXDDM/XPDMドライバを使用しようすることは可能かのうであるが、その場合ばあい、Desktop Window Manager (DWM)、ひいてはWindows Aeroテーマが使用しようできない。DWMがDirect3D 9Exを使用しようするためである。

Windows 8以降いこうのOSでは、XDDM/XPDMはサポートされなくなり、使用しようできなくなった[6]。WDDM 1.0以上いじょうが必須ひっす要件ようけんとなった。また、Windows 8以降いこうではDWMが常つねに有効ゆうこうになる[7]。

Windows 11では、WDDM 2.0以上いじょうが必須ひっす要件ようけんとなった[8]。

WDDM 1.0

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Windows Vistaでサポートされた最初さいしょのWDDMである。

Windows 7以降いこうのOSでも、引ひき続つづきWDDM 1.0のドライバを使用しようすることは可能かのうである[9][10][11]。ただしその場合ばあい、WDDM 1.1以降いこうで追加ついかされた機能きのうは利用りようできない。

WDDM 1.1

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Windows 7では、新しんバージョンのWDDM 1.1がサポートされた[12]。

  • BitBltやClearTypeフォント描画びょうがなどGDI描画びょうがへの支援しえんの追加ついか[13]
  • ビデオオーバーレイへの対応たいおう
  • OpenGL ICDのための強化きょうか[14]
  • 異ことなるベンダーのGPUの同時どうじ利用りように対応たいおう[15][注釈ちゅうしゃく 1]

テストおよびソースコード管理かんりの複雑ふくざつさを低減ていげんするため、WDDM 1.1ドライバーインターフェイスにはWindows Vistaとの後方こうほう互換ごかん性せいがあり、（SP2およびプラットフォーム更新こうしんプログラムを適用てきようする前まえの）WDDM 1.0しかサポートしていないWindows Vistaで使用しようすることも可能かのうである。またその場合ばあい、単純たんじゅんにWDDM 1.0ドライバーとして動作どうさする[16]。

2009年ねん10月がつ、Windows Vistaに対たいして「Windows Vista 用ようのプラットフォーム更新こうしんプログラム（KB971644）」が配信はいしんされた。このアップデートによりWindows VistaでもWDDM 1.1へとアップデートされた[17]。DirectX診断しんだんツールでもWDDM 1.1の表記ひょうきが確認かくにんできる[18]が、GDIはソフトウェアレンダリングであるなど、一部いちぶの動作どうさに差異さいはある[19]。

WDDM 1.2

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Windows 8では、WDDM 1.2がサポートされた。

ビデオメモリのより効率こうりつ的てきな利用りよう、Direct3D 11.1のサポートなどが追加ついかされている[20][21]。

WDDM 1.2には必須ひっす機能きのうとオプション機能きのうがあるが、ドライバーがWDDM 1.2の必須ひっす機能きのうをすべて実装じっそうしていない場合ばあい、WARP（英語えいご版ばん）ベース（ソフトウェア実装じっそう）のMicrosoft Basic Display Driver (MSBDD) にフォールバックされる[22][23][24]。

なお、Windows 7 SP1およびWindows Server 2008 R2 SP1に対たいして、「Windows 7 SP1 および Windows Server 2008 R2 SP1 用ようのプラットフォーム更新こうしんプログラム（KB2670838）」を適用てきようすることでDirect3D 11.1やDirect2D 1.1などの一部いちぶ機能きのうが使つかえるようになるが、ドライバーモデルがWDDM 1.2対応たいおうになるわけではない[25][26]。

WDDM 1.3

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Windows 8.1では、WDDM 1.3がサポートされた。

タイル化かされたリソース（メガテクスチャ（英語えいご版ばん））や、Direct3Dレンダリングパフォーマンスの改善かいぜん、Direct3D 11.2のサポートなどが追加ついかされている[27]。

また、Miracastのサポートもオプションとして追加ついかされた[28]。Windows 8.1やWindows 10でMiracast機能きのうを利用りようするにはWDDM 1.3以降いこうに対応たいおうしたドライバが必要ひつようになる[29]。

WDDM 2.0

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Windows 10では、WDDM 2.0がサポートされた。

Direct3D 11.3およびDirect3D 12のサポートなどが追加ついかされている。また、GpuMmu[30]およびIoMmu[31]と呼よばれる2つの仮想かそうアドレッシングモデルを持もつGPU仮想かそうメモリ機能きのうなどをサポートする。なお、この仮想かそうメモリ機能きのうはかつてWinHEC（英語えいご版ばん） 2006にて"WDDM v2"の機能きのうとして発表はっぴょうされた[32]が、実際じっさいにWDDM 1.0の後継こうけいとしてWindows 7に搭載とうさいされたWDDM 1.1では実現じつげんしていなかった。

WDDM 2.1

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Windows 10 Anniversary Update (version 1607) では、WDDM 2.1がサポートされた。

同時どうじにDirect3D 12およびDXGI 1.5の更新こうしんも行おこなわれ、シェーダーモデル6.0のサポート[注釈ちゅうしゃく 2]、およびUWPアプリケーションにおける可変かへんリフレッシュレートのサポート[33]などが追加ついかされる。

WDDM 2.2

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Windows 10 Creators Update (version 1703) では、WDDM 2.2がサポートされた。

Windows Mixed Realityの仮想かそう/拡張かくちょう/複ふく合あい現実げんじつの立体りったい視しレンダリングのサポートなどが追加ついかされた。

WDDM 2.3

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Windows 10 Fall Creators Update (version 1709) では、WDDM 2.3がサポートされた。

WDDM 2.4

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Windows 10 April 2018 Update (version 1803) では、WDDM 2.4がサポートされた。

WDDM 2.5

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Windows 10 October 2018 Update (version 1809) では、WDDM 2.5がサポートされた。

WDDM 2.6

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Windows 10 May 2019 Update (version 1903) では、WDDM 2.6がサポートされた。

WDDM 2.7

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Windows 10 May 2020 Update (version 2004) では、WDDM 2.7がサポートされた。

DXGI

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DXGI (DirectX Graphics Infrastructure) は、DirectX 10 (Direct3D 10) 以降いこうで利用りよう可能かのうになる新あたらしいグラフィックス共通きょうつう基盤きばんおよびそのAPI集合しゅうごうである。カーネルモードドライバーやハードウェアとの通信つうしんといった低ていレベルのタスクを担当たんとうする[34][35]。

DXGIは、アダプター（グラフィックスカードあるいはリファレンスラスタライザーなど）やアウトプット（モニター）といったデバイス概念がいねんを抽象ちゅうしょう化かする。さらに、以前いぜんのバージョンのDirect3Dでもおなじみとなっているダブルバッファリングシステムは、スワップチェーンと呼よばれる概念がいねんに集約しゅうやくされる。

DXGIを導入どうにゅうすることで、変化へんかの頻繁ひんぱんなDirect3D APIやDirect2D APIによる実際じっさいのレンダリング部分ぶぶんと、変化へんかの緩ゆるやかなデバイス通信つうしん部分ぶぶんを分離ぶんりして考かんがえることが可能かのうとなる。また、DXGI層そうを経由けいゆしたDirect3DとDirect2Dの相互そうご運用うんようが可能かのうとなる[36]。そのほか、DirectComputeでは、DXGIアダプターの列挙れっきょによって、プライマリモニター出力しゅつりょくに利用りようされるデフォルトアダプターだけでなく、セカンダリアダプターも統一とういつ的てきに分散ぶんさんコンピューティング用よう演算えんざんリソースとして活用かつようすることが可能かのうである。

DXGIのバージョンは、WDDMおよびDirectXのバージョンとともにアップデートされている。例たとえばWDDM 1.1とDirectX 11をサポートするWindows 7には、DXGI 1.1ランタイムが導入どうにゅうされる。Windows Vista SP2 Platform Updateでも、WDDM 1.1のサポートは完全かんぜんではないものの、DXGI 1.1ランタイムはDirectX 11ランタイムと同時どうじにバックポートされているため、DXGI 1.1 API自体じたいの使用しようは可能かのうである[37]。

Windows 8にてDirectX 11.1に対応たいおうするDXGI 1.2が導入どうにゅうされた。Windows 7 SP1 Platform Updateでも、WDDMのバージョンは1.1のままだが、DXGI 1.2ランタイムはDirectX 11.1ランタイムと同時どうじにバックポートされており、一部いちぶのAPI機能きのうが使つかえる。

DirectX 11.2に対応たいおうするのはDXGI 1.3 (Windows 8.1以降いこう)、そしてDirectX 11.3とDirectX 12に対応たいおうするのはDXGI 1.4 (Windows 10) となる。

Windows 10 November 2015 Update (version 1511, build 10586) にてDirectX 11.4とともにDXGI 1.5が導入どうにゅうされた[38]。

Windows 10 Creators Update (version 1703, build 15063) にてDXGI 1.6が導入どうにゅうされた[39]。以降いこうはDXGI自体じたいのバージョン番号ばんごうは1.6で据すえ置おきのまま、Windows 10の機能きのう更新こうしんリリースとともにDXGIにも機能きのうが追加ついかされている[40]。

脚注きゃくちゅう

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[脚注きゃくちゅうの使つかい方かた]

注釈ちゅうしゃく

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  1. ^ WDDM 1.0では、同時どうじに1つしかグラフィックスドライバをロードできない制約せいやくがある。このため、同おなじドライバを使つかうGPUならば、グレードを問とわず混在こんざいさせることは可能かのうだが、ドライバが異ことなるGPUを混在こんざいさせることはできない（プライマリ側がわが優先ゆうせんされ、セカンダリ以降いこうに装着そうちゃくされたGPUはドライバ読よみ込こみエラーとなる）。なお、使用しようドライバをXPDMで統一とういつすれば混在こんざいさせることは可能かのう。
  2. ^ Direct3D機能きのうレベル12_0/12_1対応たいおうGPUが必要ひつよう。

出典しゅってん

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  1. ^ “WDDM によるタイムアウトの検出けんしゅつと GPU の回復かいふく”. WHDC. マイクロソフト (2009年ねん4月がつ27日にち). 2009年ねん6月がつ29日にち時点じてんのオリジナルよりアーカイブ。2009年ねん6月がつ6日にち閲覧えつらん。
  2. ^ “Timeout detection and recovery (TDR) - Windows drivers” (英語えいご). Microsoft Docs. マイクロソフト (2020年ねん10月がつ6日にち). 2021年ねん4月がつ4日にち閲覧えつらん。
  3. ^ WPF and Direct3D9 interop | Microsoft Learn
  4. ^ “Windows 2000 Display Driver Model (XDDM) Design Guide - Windows drivers” (英語えいご). Microsoft Docs. 2019年ねん2月がつ16日にち閲覧えつらん。
  5. ^ “XPDM vs. WDDM - Windows applications” (英語えいご). Microsoft Docs. 2019年ねん2月がつ16日にち閲覧えつらん。
  6. ^ WDDM 1.2 and Windows 8 - Windows drivers | Microsoft Learn
  7. ^ Desktop Window Manager is always on - Win32 apps | Microsoft Learn
  8. ^ Windows 11 requirements - What's new in Windows | Microsoft Learn
  9. ^ WDDM 1.1（Windows Display Driver Model 1.1）：Windows Insider用語ようご解説かいせつ - ＠IT
  10. ^ Windows 10 コンピュータシステムの仕様しようと要件ようけんを確認かくにんする方法ほうほう - Microsoft
  11. ^ How to Check Windows 10 Computer System Specs & Requirements - Microsoft
  12. ^ What's new for Windows 7 display drivers (WDDM 1.1) - Windows drivers | Microsoft Learn
  13. ^ 実装じっそうするかどうかはオプション扱あつかいであり、またネイティブにサポートされるわけではなく、基本きほん的てきにDirect2D経由けいゆでの実装じっそうとなる。
  14. ^ Supporting OpenGL Enhancements - Windows drivers | Microsoft Learn
  15. ^ ASCII.jp：DirectX 10.1をベースにするWindows 7 (2/2)｜あなたの知しらないWindows
  16. ^ “Graphics Guide for Windows 7 (A Guide for Hardware and System Manufacturers)” (2009年ねん6月がつ12日にち). 2021年ねん4月がつ5日にち閲覧えつらん。 “To reduce the complexity of testing, the Windows 7 WDDM v1.1 driver interfaces are backward compatible with Windows Vista. Therefore, IHVs that implement Windows 7 WDDM v1.1 driver features can integrate them into common driver source code and build a single driver that runs on both Windows 7 and Windows Vista. When installed on Windows Vista, such a driver simply acts as a WDDM v1 driver. When the same driver is installed on Windows 7, it can use the new WDDM v1.1 functionality.”
  17. ^ MS、Windows Vistaのグラフィック機能きのうをWindows 7相当そうとうへ強化きょうかするパッチを配布はいふ開始かいし - 窓まどの杜もり
  18. ^ VistaにWindows7の新しん機能きのう、WDDM1.1とDirectX11が搭載とうさいされる - ぼくんちのTV 別館べっかん
  19. ^ does windows vista support WDDM 1.1? - Microsoft Community
  20. ^ WDDM 1.2 features - Windows drivers | Microsoft Learn
  21. ^ DXGI 1.2 improvements - Win32 apps | Microsoft Learn
  22. ^ WDDM 1.2 driver enforcement - Windows drivers | Microsoft Learn
  23. ^ Microsoft Basic Display Driver - Windows drivers | Microsoft Learn
  24. ^ Changes in DX9 legacy hardware support - Win32 apps | Microsoft Learn
  25. ^ DirectX 11.1 and Windows 7 | Games for Windows and the DirectX SDK blog
  26. ^ Platform Update for Windows 7 - Win32 apps | Microsoft Docs
  27. ^ What's new for Windows 8.1 display drivers (WDDM 1.3) - Windows drivers | Microsoft Learn
  28. ^ Supporting Miracast wireless display drivers - Windows drivers | Microsoft Learn
  29. ^ ““ワイヤレスディスプレイ”がWindows 10で実現じつげん、タブレットもディスプレイに？【本当ほんとうにWindows 10って使つかえるの？】”. 窓まどの杜もり. 株式会社かぶしきがいしゃインプレス (2016年ねん5月がつ6日にち). 2019年ねん2月がつ23日にち閲覧えつらん。
  30. ^ GpuMmu model - Windows drivers | Microsoft Learn
  31. ^ IoMmu model - Windows drivers | Microsoft Learn
  32. ^ "Windows Display Driver Model (WDDM) v2 And Beyond", Steve Pronovost, Microsoft, Henry Moreton, NVIDIA, Tim Kelley, ATI
  33. ^ Variable refresh rate displays - Win32 apps | Microsoft Learn
  34. ^ DXGI overview - Win32 apps | Microsoft Docs
  35. ^ DXGI の概要がいよう | Microsoft Docs
  36. ^ Direct2D and Direct3D Interoperability Overview - Win32 apps | Microsoft Docs
  37. ^ DirectX Graphics Infrastructure (DXGI) Best Practices - Windows applications | Microsoft Docs
  38. ^ Windows 10 SDK (November 2015) | Games for Windows and the DirectX SDK blog
  39. ^ Windows 10 Creators Update SDK | Games for Windows and the DirectX SDK blog
  40. ^ DXGI 1.6 improvements - Win32 apps | Microsoft Docs

関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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