需要多少栅栏才能在 DirectX 12 中使用多个命令队列支持多个飞行帧？

Question

假设我有一个框架，它按顺序使用 2 个复制队列、1 个图形和 1 个计算队列：

1) 使用帧开头的第一个复制队列（网格顶点等）将数据从 CPU 上传到 GPU。那将是第一个复制队列中的 ExecuteCommandLists，然后是 SignalFence。

2) 在异步计算队列上构建光线追踪加速结构。 WaitFence 等待我们刚刚上传的数据，然后 ExecuteCommandLists 构建加速度。结构，然后 SignalFence.

3) WaitFence 在图形队列上等待 AS 构建然后 ExecuteCommandLists 渲染帧。然后发出另一个SignalFence

4) WaitFence 然后 ExecuteCommandLists 在第二个复制队列上执行数据回读 (GPU -> CPU), 让我们说将地形和物理恢复到 CPU。然后我们为帧调用最终的SignalFence。

现在，我希望始终缓冲 3 帧，以避免 CPU/GPU 在未执行任何工作时出现气泡。

实现此目标的正确围栏设置是什么？

到目前为止，我已经实现了 2 个变体，其中 1 个应该可以工作（除非我完全错了）但它没有，第二个可以工作，但我不确定为什么。请帮我弄清楚。

1) 有 2 个栅栏（A 和 B) 对于所有帧和队列：

第一帧：

CopyQueue1.ExecuteCommands();
CopyQueue1.SignalFence(A, 1);

AsyncComputeQueue.Wait(A, 1);
AsyncComputeQueue.ExecuteCommands();
AsyncComputeQueue.Signal(A, 2);

GraphicsQueue.Wait(A, 2);
GraphicsQueue.ExecuteCommands();
GraphicsQueue.Signal(A, 3);

CopyQueue2.Wait(A, 3);
CopyQueue2.ExecuteCommands();
CopyQueue2.Signal(B, 1);

除了 A 和 B 的值将递增：3、4、5 和 6 之外，下一帧也一样，第 2 帧和第 3 帧中 A 的 7、8，以及 B.

的第 2 帧和第 3 帧中的值 2、3

在渲染循环结束时，我执行检查以保持最多 3 帧在飞行中：

if (CurrentFrameBValue - B.SignalledValue() >= 3)
{
    StallCurrentCPUThread();
} 

ReleaseCommandListsForThisFrame();
// GoToNextRenderLoop

此代码有一个问题，即 B 的信号发送速度非常快，我不会拖延 CPU 并继续为相应的帧重置命令列表并进行调试图层错误，表示我 在 GPU 仍在使用命令列表时重置命令列表 。据我了解，提交给 GPU 的所有工作都保证按提交顺序执行。所以我希望栅栏按如下方式前进：A - 1、2、3，然后 B 到 1，然后 A 到 4、5、6，然后 B 到 2，依此类推。为什么 B 在帧的所有工作完成之前发出信号？

2) 不发出错误的方法。每个队列有 4 个 fences A, B, C, D，每帧将它们的值增加一个，就像我们在案例 1 中对 B 所做的那样。

我能看到第一种情况失败的一个原因是 GPU 上的工作并没有按照我期望的顺序真正完成，并且 fence A 可以以不可预测的顺序发出信号，搞乱依赖关系，而第二种情况对每种情况都有单独的围栏..

我还应该注意，我在帧之间没有依赖关系：CopyQueue1 不依赖于通过栅栏的 CopyQueue2，我通过保持不超过 3 个帧的飞行来确保正确性，上面显示 CPU 停顿。

有什么想法吗？

Answer 1

我认为问题出在为 3 个不同的队列使用 1 个栅栏。让我们看一下案例 1。 Copy1(Frame 1) -> AsyncCompute(Frame 1) -> Graphics(Frame 1) - > Copy2(Frame 1) 然后 Copy1(Frame 2) -> AsyncCompute(Frame 2) - > Graphics(Frame 2) -> Copy2(Frame 2) 都具有相同的围栏对象，但值不同。

我认为，Copy1(Frame 2) 是在 AsyncCompute(Frame 1) 甚至 Graphics(Frame 1), 没关系，因为它发出的围栏值高于第 1 帧中预期的任何值，搞乱了第 1 帧的依赖关系并开始 Copy2(Frame 1) 太早导致帧完成和命令列表重置，而异步 and/or 图形工作实际上仍然运行。

需要多少栅栏才能在 DirectX 12 中使用多个命令队列支持多个飞行帧？

How many fences are necessary to support multiple frames in flight each using multiple command queues in DirectX 12?

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