为什么一个空循环使用这么多 GPU (OpenGL)？

Question

我正在尝试使用现代 OpenGL 创建一个 GUI 库。但是我注意到，当其他游戏和程序使用我的 GPU 时间的 ~16-20% 时（当游戏未启动时，在主菜单上）我简单的 glClear() 和交换缓冲区调用使用 ~25-26%（全屏模式）。

我正在使用 glfw 并使用以下代码进行 glew：

#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

int main() {
    if(!glfwInit()) return -1;

    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
    glfwWindowHint(GLFW_DECORATED, false);
    glfwWindowHint(GLFW_RESIZABLE, false);
    glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_CORE_PROFILE);
    //glfwWindowHint(GLFW_REFRESH_RATE, 60);

    GLFWwindow *window = glfwCreateWindow(960, 540, "Untitled Window", nullptr, nullptr);
    if(window == nullptr) return -2;

    glfwMakeContextCurrent(window);
    if(glewInit() != GLEW_OK) return -3;
    //glfwSwapInterval(1);

    glClearColor(1, 1, 1, 1);
    while(!glfwWindowShouldClose(window)) {
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
        glfwPollEvents();
        glfwSwapBuffers(window);
    }

    glfwTerminate();
    return 0;
}

例如，Hearts of Iron IV 启动器占用了我大约 6-7% 的 GPU 时间，而我使用上述代码运行的程序占用了大约 13% 的 GPU 时间。

事实上，我的程序从 4% 开始，几秒钟后上升到 13%。

我有 NVIDIA 的 GeForce GTX 980M 和 Intel HD Graphics 4600（与 NVIDIA 不同，上述代码使用了 ~4%）。

是我的电脑有问题还是编译器/api有问题？

顺便说一句，我测试了有评论部分和没有评论部分，结果非常相似。我也尝试过使用 OpenGL 4，但完全没有影响。

为 NVIDIA 和 Intel GPU 启用了 VSync。

Answer 1

您在这个（看似）简单的程序中看到高 GPU 使用率有几个原因，但最大的原因是......

这不是一个空循环

例如，考虑一下您在循环结束时进行的单行函数调用：glfwSwapBuffers(window);。这是负责指示 GPU 丢弃当前渲染的帧并渲染下一帧的函数调用。即使没有要绘制的实际对象，这仍然需要 GPU 重新绘制数百万像素（取决于您的显示器大小），并且由于您的循环只会等待用户输入，因此循环将尽可能快地执行，因为它的物理能力；在我的电脑上，这个循环本身将以大约 13khz 运行。

当然，即使你要用实际的工作来填充这个循环，它仍然会尽可能快地运行，尽管一旦它有实际的工作要做，它可能会低于 13khz，它'可能会比显示器的刷新率快。

如果启用垂直同步或添加故意等待，GPU 使用会更合理

最简单的解决方案是仅启用垂直同步，这意味着 GPU 只会在显示器准备好下一帧时以 60hz（或 120hz 或 144hz，无论您的显示器以何种速率运行）进行渲染。

您的帖子声称启用了垂直同步，但您已经将执行此操作的功能注释掉了。取消注释 glfwSwapInterval(1);，您应该会看到 GPU 使用率急剧下降，即使 GPU 不需要进行任何渲染。如果您有 FPS 显示器，您应该会看到 FPS 从原来的水平下降到相对平坦的 60hz；或 16.67 毫秒的帧时间，如果您跟踪的是这种情况。