Analyse des frames graphiques

Vous pouvez utiliser l'analyse des frames graphiques dans l'outil Graphics Diagnostics de Visual Studio pour analyser et optimiser les performances de rendu de votre jeu ou application Direct3D.

Analyse des frames

Si l'analyse des frames utilise les mêmes informations que celles capturées dans un fichier journal de graphisme à des fins de diagnostic, elle les utilise en revanche pour résumer les performances de rendu. Les informations de performance ne sont pas enregistrées dans le journal pendant la capture ; elles sont générées ultérieurement pendant l'analyse des frames en chronométrant les événements et en collectant les statiques à mesure que les frames sont lus. Cette approche présente plusieurs avantages par rapport à l'enregistrement des informations de performances pendant la capture :

• L'analyse des frames peut calculer la moyenne des résultats de plusieurs lectures d'un même frame pour s'assurer que le résumé des performances est cohérent du point de vue statistique.

• L'analyse des frames peut générer des informations de performances pour des configurations matérielles et des appareils autres que ceux sur lesquels les informations ont été capturées.

• L'analyse des frames peut générer de nouveaux résumés de performances à partir d'informations capturées antérieurement (par exemple, quand les pilotes GPU sont optimisés ou qu'ils proposent des fonctionnalités de débogage supplémentaires).

En plus de ces avantages, l'analyse des frames permet aussi de changer la façon dont le frame est affiché pendant la lecture avec la possibilité de présenter des informations sur l'impact potentiel de ces changements sur les performances de rendu d'une application. Vous pouvez vous servir de ces informations pour tester les stratégies d'optimisation potentielles sans avoir à les implémenter, puis capturer et comparer tous les résultats.

Bien que l'analyse des frames vise essentiellement à vous aider à accéder à de meilleures performances de rendu, elle peut également vous aider à obtenir une meilleure qualité visuelle pour une cible de performances donnée ou à réduire la consommation d'énergie du GPU.

Pour voir une démonstration des possibilités de l'analyse des frames pour votre application, regardez la vidéo consacrée à l'analyse des frames graphiques Visual Studio sur Channel 9.

Utilisation de l'analyse des frames

Avant de pouvoir utiliser l'analyse des frames, vous devez d'abord capturer les informations graphiques de votre application pendant qu'elle s'exécute, comme vous le feriez avec Graphics Diagnostics. Ensuite, dans la fenêtre du document journal de graphisme (.vsglog), choisissez l'onglet Analyse des frames.

Une fois l'analyse terminée, les résultats s'affichent. La partie supérieure de l'onglet d'analyse des frames affiche la chronologie et le tableau de résumé. La partie inférieure affiche les tableaux contenant les détails. Si des erreurs ou des avertissements ont été générés pendant la lecture, ils sont résumés au-dessus de la chronologie ; de là, vous pouvez suivre les liens pour obtenir des informations supplémentaires sur les erreurs et les avertissements.

Interprétation des résultats

De l'interprétation des résultats de chaque variante, vous pouvez tirer des informations utiles sur les performances de rendu et le comportement de votre application. Pour plus d'informations sur les variantes de rendu, consultez Variants plus loin dans cet article.

Certains résultats montrent directement les effets d'une variante sur les performances de rendu :

• Si le filtrage de texture bilinéaire a donné lieu à des gains de performances, l'utilisation de ce mode dans votre application se traduira par les mêmes gains de performances.

• Si la variante Fenêtre d'affichage 1x1 a donné lieu à des gains de performances, la réduction de la taille des cibles de rendu dans votre application améliorera ses performances de rendu.

• Si la variante de compression de texture BC a donné lieu à des gains de performances, l'utilisation de ce mode dans votre application se traduira par les mêmes gains de performances.

• Si la variante MSAAx2 offre des performances proches de la variante MSAAx0, vous pouvez activer MSAAx0 dans votre application pour améliorer sa qualité de rendu sans supporter de coût en matière de performances.

Les autres résultats peuvent suggérer des incidences plus profondes et plus subtiles pour les performances de votre application :

• Si la variante Fenêtre d'affichage 1x1 donne lieu à des gains de performances très importants, il est probable que votre application consomme un taux de remplissage supérieur à ce qui est disponible. Si les gains de performances apportés par cette variante sont nuls, il est probable que l'application traite trop de sommets.

• Si la variante Format de cible de rendu 16 bpp ne montre pas de gains de performances significatifs, il est probable que votre application consomme trop de bande passante de mémoire.

• Si la variante Dimensions de la texture moitié/un quart montre des gains de performances significatifs, il est probable que vos textures occupent trop de mémoire, consomment trop de bande passante ou n'utilisent pas efficacement le cache de texture. Si cette variante ne montre aucune évolution des performances, vous pouvez probablement utiliser des textures plus grandes et plus détaillées sans supporter de coût en matière de performances.

Si vous disposez de compteurs matériels, vous pouvez les utiliser pour recueillir des informations très détaillées qui vous renseignerons sur les risques de détérioration des performances de rendu auxquels votre application est exposée. Tous les périphériques du niveau de fonctionnalité 9.2 et supérieur prennent en charge les requêtes d'occlusion en profondeur (compteur Pixels bloqués) et les horodateurs. Il se peut que d'autres compteurs matériels soient disponibles si le fabricant de GPU les a implémentés, et les a exposés dans son pilote. Vous pouvez utiliser ces compteurs pour confirmer la cause exacte des résultats affichés dans le tableau Résumé (par exemple, vous pouvez déterminer si la superposition est un facteur en examinant le pourcentage de pixels qui ont été bloqués par le test de profondeur).

Chronologie et tableau Résumé

Par défaut, la chronologie et le tableau Résumé sont affichés et les autres sections sont réduites.

Chronologie

La chronologie offre une vue d'ensemble des minutages d'appels de dessin les uns par rapport aux autres. Sachant que le barres les plus longues correspondent aux temps d'appel les plus longs, vous pouvez vous en servir pour repérer rapidement les appels de dessin les plus coûteux du frame. Quand le frame capturé contient un très grand nombre d'appels de dessin, ceux-ci sont combinés en une barre unique dont la longueur représente la somme de ces appels de dessin.

Vous pouvez placer le pointeur sur une barre pour déterminer à quel événement d'appel de dessin la barre correspond. Si vous sélectionnez la barre, la liste d'événements se synchronise avec cet événement.

Table

Le tableau contenant les nombres en dessous de la chronologie présente les performances relatives de chaque variante de rendu pour chaque appel de dessin par rapport au rendu par défaut de votre application. Chaque colonne affiche une variante de rendu différente et chaque ligne représente un appel de dessin différent identifié dans la colonne la plus à gauche ; de là, vous pouvez suivre un lien vers l'événement dans la fenêtre Liste des événements Graphics.

La deuxième colonne du tableau Résumé en partant de la gauche affiche le temps de rendu de la ligne de base de votre application, c'est-à-dire, le temps qu'il faut au rendu par défaut de votre application pour traiter l'appel de dessin. Les autres colonnes présentent les performances relatives de chaque variante de rendu sous la forme d'un pourcentage de la ligne de base, si bien qu'il est plus facile de déterminer si les performances s'améliorent. Les pourcentages supérieurs à 100 % indiquent une durée supérieure à la ligne de base (c'est-à-dire, des performances en baisse), tandis que les pourcentages inférieurs à 100 % ont pris moins de temps (performances en hausse).

Les valeurs de minutage absolu de la ligne de base et le minutage relatif des variantes de rendu sont en réalité des moyennes de plusieurs exécutions (5 par défaut). Cette moyenne est un gage de fiabilité et de cohérence des données de minutage. Vous pouvez placer le pointeur sur chaque cellule du tableau pour examiner les valeurs de minutage minimale, maximale, moyenne et médiane qui ont été observées lors de la génération des résultats de l'appel de dessin et de la variante de rendu en question. Le minutage de la ligne de base est aussi indiqué.

Appels de dessin « sensibles »

Pour attirer l'attention sur les appels de dessin dont la consommation de temps de rendu global est proportionnellement plus élevée ou qui peuvent être ralentis pour des raisons qui pourraient être évitées, la ligne qui contient ces appels de dessin « sensibles » apparaissent en rouge dès lors que leur propre minutage de ligne de base est plus long d'un écart-type que le minutage de ligne de base moyen de tous les appels de dessin du frame.

Signification statistique

Pour attirer l'attention sur les variations de rendu les plus pertinentes, l'analyse des frames détermine la signification statistique de chaque variante de rendu et affiche les plus révélatrices en gras. Elle affiche celles qui améliorent les performances en vert et celles qui les diminuent en rouge. Elle affiche les résultats non significatifs du point de vue statistique en caractères normaux.

Pour déterminer la pertinence statistique, l'analyse des frames utilise le test t de Student.

Tableau Détails

En dessous du tableau Résumé se trouve le tableau Détails, qui est réduit par défaut. Le contenu du tableau Détails dépend de la plateforme matérielle de l'ordinateur de lecture. Pour plus d'informations sur les plateformes matérielles prises en charge, consultez Hardware Support.

Plateformes qui ne prennent pas en charge les compteurs matériels

La plupart des plateformes ne prennent pas entièrement en charge les compteurs GPU (c'est le cas notamment de tous les GPU actuellement proposés par Intel, AMD et nVidia). Quand il n'y aucun compteur matériel auprès duquel collecter des données, le tableau Détails s'affiche et contient le minutage absolu moyen de toutes les variantes.

Plateformes qui prennent en charge les compteurs matériels

Pour les plateformes qui prennent en charge les compteurs GPU matériels (par exemple, le SOC T40 SOC et tous les SOC Qualcomm), plusieurs tableaux Détails s'affichent, un pour chaque variante. Chaque compteur matériel disponible fait l'objet d'une collecte pour chaque variante de rendu et est affiché dans son propre tableau Détails.

Les informations de compteur matériel fournissent une vue très détaillée du comportement spécifique de la plateforme matérielle pour chaque appel de dessin, ce qui peut vous aider à identifier très précisément la cause des goulots d'étranglement qui nuisent aux performances.

Régions de marqueur et événements

L'analyse des frames prend en charge les marqueurs d'événements et les groupes d'événements définis par l'utilisateur. Ils sont affichés dans le tableau Résumé et dans les tableaux de détails.

Vous pouvez utiliser les API ID3DUserDefinedAnnotation ou la famille d'API existante D3DPERF_ pour créer des marqueurs et des groupes. Quand vous utilisez la famille d'API D3DPERF_, vous pouvez assigner à chaque marqueur et groupe une couleur que l'analyse des frames affiche sous forme de bande colorée dans les lignes qui contiennent le marqueur d'événement ou les marqueurs de début/fin du groupe d'événements et leur contenu. Cette fonctionnalité peut vous aider à repérer rapidement les événements de rendu ou les groupes d'événements importants.

Avertissements et erreurs

L'analyse des frames se termine parfois avec des avertissements et des erreurs, qui sont résumés au-dessus de la chronologie et détaillés au bas de l'onglet Analyse des frames.

En général, les avertissements et les erreurs sont communiqués à titre d'information uniquement et ne demandent aucune intervention.

Les avertissements indiquent le plus souvent un défaut de prise en charge matérielle mais qui peut être contourné, une impossibilité de collecter des données de compteurs matériels ou le manque de fiabilité possible de certaines données de performance (par exemple, quand elles sont faussées par une solution de contournement).

Les erreurs indiquent généralement la présence de bogues au niveau d'un pilote, de l'implémentation de l'analyse des frames, d'un défaut de prise en charge matérielle qui ne peut pas être contourné, ou encore que l'application tente quelque chose qui n'est pas pris en charge par la lecture.

Nouvelles tentatives

Si le GPU connaît une transition de l'état d'alimentation pendant l'analyse des frames, l'analyse affectée doit être retentée, car la vitesse d'horloge du GPU a changé, ce qui a eu pour effet d'invalider les résultats du minutage relatif.

L'analyse des frames limite le nombre de nouvelles tentatives à 10. Si votre plateforme a recours à une gestion de l'alimentation agressive ou au « clock gating », cela peut entraîner l'échec de l'analyse des frames et le signalement d'une erreur pour dépassement de la limite de nouvelles tentatives. Vous pouvez atténuer ce problème en réinitialisant la gestion de l'alimentation de votre plateforme et en choisissant une vitesse d'horloge moins agressive, si la plateforme le permet.

Prise en charge matérielle

Horodateurs et requêtes d'occlusion

Les horodateurs sont pris en charge sur toutes les plateformes prenant en charge l'analyse des frames. Les requêtes d'occlusion en profondeur (nécessaires au compteur Pixels bloqués) sont prises en charge sur les plateformes qui prennent en charge le niveau de fonctionnalité 9.2 ou supérieur.

Compteurs GPU

La prise en charge des compteurs matériels GPU varie en fonction du matériel.

Comme aucun des GPU d'ordinateur actuellement proposés par Intel, AMD ou nVidia n'assure une prise en charge sûre des compteurs matériels GPU, l'analyse des frames ne collecte pas de données des compteurs de ces matériels. En revanche, l'analyse des frames collecte les données des compteurs matériels de ces GPU, qui les prennent correctement en charge :

• SOC Qualcomm (modèles compatibles avec Windows Phone) ;

• nVidia T40 (Tegra4).

Aucune autre plateforme prenant en charge l'analyse des frames n'assure de collecte auprès des compteurs matériels GPU.

Windows Phone

Les horodateurs, les requêtes d'occlusion et les compteurs matériels GPU sont pris en charge uniquement sur les combinés Windows Phone initialement équipés de Windows Phone 8.1. L'analyse des frames en a besoin pour lire le fichier journal de graphisme. Les combinés Windows Phone qui étaient initialement équipés de Windows Phone 8 ne prennent pas en charge l'analyse des frames, y compris les combinés qui ont été mis à jour vers Windows Phone 8.1.

Scénarios non pris en charge

Certains modes d'utilisation de l'analyse des frames ne sont pas pris en charge ou sont simplement déconseillés.

WARP

L'analyse des frames vise à profiler et à améliorer les performances de rendu sur du vrai matériel. Si l'exécution de l'analyse des frames sur des appareils WARP n'est pas interdite (l'émulateur Windows Phone fonctionne sur WARP), il n'est généralement pas payant d'insister, car l'exécution de WARP sur une UC haut de gamme reste plus lente que sur le moins performant des GPU actuels et les performances de WARP peuvent varier grandement en fonction de l'UC sur lequel il s'exécute.

Lecture de captures d'un niveau de fonctionnalité élevé sur des appareils moins élaborés

Dans Graphics Diagnostics, quand vous lisez un fichier journal de graphisme qui utilise un niveau de fonctionnalité trop élevé pour l'ordinateur de lecture, il repasse automatiquement à WARP. Dans l'analyse des frames, il ne repasse pas explicitement à WARP et une erreur est générée (si WARP est utile pour examiner la justesse de votre application Direct3D, il ne l'est pas pour examiner ses performances).

Direct3D version 10 et inférieure

L'analyse des frames n'est prise en charge que pour l'API Direct3D 11. Si votre application appelle l'API Direct3D 10, l'analyse des frames ne reconnaîtra ni ne profilera ces appels même s'ils sont reconnus et utilisés par Graphics Diagnostics. Si votre application utilise à la fois les API Direct3D11 et Direct3D 10, seuls les appels Direct3D 11 sont profilés.

Variantes

Chaque modification apportée par l'analyse des frames au mode d'affichage d'une frame en cours de lecture est appelée variante. Les variantes examinées par l'analyse des frames correspondent à des modifications courantes et relativement simples que vous pourriez apporter pour améliorer les performance de rendu ou la qualité visuelle de votre application (par exemple, en réduisant la taille des textures, en utilisant la compression de texture ou en autorisant différents types d'anticrénelage). Les variantes substituent le contexte et les paramètres de rendu habituels de votre application. Voici un résumé :

Le résultat pour la plupart des variantes est prescriptif : « Une réduction de la taille de texture de moitié offre 25 % de rapidité en plus » ou « Le ralentissement résultant de l'activation de MSAA 2x n'est que de 2 % ». Les autres variantes peuvent nécessiter une interprétation. Par exemple, si la variante qui a fait passer les dimensions de la fenêtre d'affichage à 1x1 donne lieu à un gain de performances important, cela peut indiquer que le rendu est bloqué par un faible taux de remplissage ; en revanche, s'il n'y a pas de changement significatif sur le plan des performances, cela peut indiquer que le rendu est bloqué par le traitement des sommets.