实时游戏引擎如何在 Windows 上运行？

Question

我来自嵌入式背景，非常重视硬实时。对我来说（快速）实时在 Linux 上很棘手，在 Windows 上很可笑，喷气式视频游戏似乎做得很好。

显然，由于它只是软实时，并且频率（相对）较低（60+ Hz），因此简单的解决方案是尽可能快地渲染并希望获得最好的结果。但是是否有任何先进的技术可以进一步提高 Windows 的响应能力？

一些具体问题：

1. 有没有办法在不利的时刻处理 Windows 先发制人？当其中一些内核在做其他事情时，您如何共享多个内核上的工作？
2. Windows 中的 IO 延迟是否具有确定性？您能否（应该）向调度程序施压以尽快进行上下文切换？
3. 最早截止日期优先/速率单调调度（或其他）等调度技术有多普遍？ （当然是在现有的基础上构建）

欢迎任何见解！

编辑：

我浏览了一些资源并添加了我的结论：

1。 问：当时间紧迫的计算被抢占时会发生什么？

A: The thread should have higher priority so pre-emption is rare, and when it happens, the interruption should be brief (short interrupts or IO-operations).

Windows 具有将线程移动到其他内核的能力，建议您将它们锁定（-> 线程关联）。

2。 问：IO 操作是否应该比渲染循环具有更高的优先级？

A: Yes, Naughty Dog's engine gives IO-operation higher priority.

1. 问：使用什么样的调度？

A: In the presentation, a job system is used (similar to reactive programming).

它使用三个非抢占的优先级。

Answer 1

如果您还没有读过，我建议您阅读 Andrew Tanenbaum 博士的Modern Operating System。他的书也有 Unix 和 Windows 架构。

最重要的一点：游戏编程不同于嵌入式编程

我曾使用过 Windows 和 Android（类 Unix）。不仅是 Windows，而且 Android 非常硬渲染也遇到了硬实时。我们减少 CPU、GPU 延迟的技巧之一是使用较低的功能驱动程序来支持视觉效果（这意味着如果硬件不能很好地支持这个新的图形 API，我们将使用旧的 API，这样会使对象的形状和美观度降低）或如果设备不支持该功能并且效果并不重要，只需删除该设备的此效果即可。它将更好地推动 FPS（每秒帧数）。

游戏引擎也是许多图形 API 之间的区别，使用 Vulkan 或 DX12（Windows）或 Metal（Apple 设备）可以获得更高的 FPS，但需要更新的硬件，因为它们是低级 API。它将为您提供更好的性能，比 OpenGL 或 DX11 更美观，但旧设备支持旧 API。

还有 3 个你的问题，我会用我的知识回答（也许其他人有更好的答案）：

1. 我还有一个小问题：为什么不使用thread、atomic、mutex C++ 11 API 来与多核 CPU 共享任务？线程编程更容易，跨平台，无需调度。

   Windows 有经典的 Win32 线程 API SetThreadPriority 用于设置线程的相对优先级。 Windows Runtime 不建议使用此 API（Microsoft 为 Windows 8 及更高版本提供的现代 Windows 概念），建议使用 thread-pool concept 代替（使用现代 API 将自动化多核并行任务，这比手动配置使用经典更好API）。

   在游戏引擎中，有 a presentation of Christian Gyrling from Naughty Dog 谈论概念 Parallel 和来自 Roblox 的 Sergey Makeev 实现了开源 TaskScheduler 基于 Win32 API 和 Pthread API 中的这个概念。 Jeff Preshing from Ubisoft also have a presentation 使用 C++ 11。

2. 您所说的 IO 延迟是什么意思？键盘、鼠标还是磁盘 IO？如果您更清楚地编辑您的问题，我将编辑答案

3. 我在 Windows 上找不到文档或任何类似的最早截止日期优先/速率单调调度。这可能是受到 Microsoft 阻止内核模式调度的限制。