最近，我的妻子买了一本又厚又贵的书。 作为儿童超声波诊断医生，她购买了许多书，但是这本书让我感到很不解。 书名是《论健康儿童的超声解剖》。 她为什么需要一本只针对健康儿童的书呢？ 我向她提出了我的疑问，她的答案非常简单：如果要诊断所有疾病，包括尚未发现的疾病，你必须要了解健康的儿童是什么样的。
在本文中，我们将像医生一样，对健康的应用和不太健康的应用进行分析和比较。
咚 — 咚 — 咚。
医生： “门开着，请进。”
Warrior Wave* 是一款非常棒的游戏，在游戏中，您的手就像是一条路，让战士通过；接下来我们把这个游戏当作病患来诊断一下。 使用英特尔® 实感™ 技术玩游戏和进行创新是一件极为有趣的事情。
在玩游戏时，有些性能不太尽如人意。 这是我以前使用基于英特尔® 实感™ 技术时从来没感到过的。 问题可能是由许多事情导致，但是在这种情况下是什么原因呢？
像优秀的医生配备最新、最棒的分析工具来诊断问题一样，我们也使用了最完美的工具来分析“病患”。
使用英特尔® 图形性能分析器（英特尔® GPA）平台分析器，我们可以接收到应用 CPU 负载、帧时间、每秒帧数 (FPS) 和绘制调用的时间线视图：
我们来看一下。
最吸引我们眼球的是定期出现的常规 FPS 激增。 在大约 200 毫秒内时，所有的进展都是相对平顺的，然后就是大幅上下动荡。
为了作比较，我们来看一下下面的健康 FPS 轨迹。 此轨迹中的游戏流畅，游戏体验较好。
在帧时间内没有发现任何模式，只有正常的随机偏差。
但是，在我们的研究中，我们看到的是常规激增。 这些激增大约每秒钟出现四次。 我们更进一步了解了这个问题，并将重点放在其中一个激增以及线程中的运行情况：
我们可以看到正在工作的线程 2780 在同步方面花费了大部分的时间。 线程几乎不执行任何操作，只等待英特尔® 实感™ 软件开发套件的下一帧：
同时，我们可以看到该渲染在另一个工作线程中运行。 如果我们向下滚动，就会发现线程 2372。
游戏在“积极”等待英特尔实感软件开发套件的下一帧时，完全可以执行一些有价值的任务。 绘制和英特尔® 实感™ 软件开发套件工作可以在一个（而不是两个）工作线程中完成，以简化线程的通信。
线程过度通信会显著降低执行速度并导致出现诸多问题。
以下是“健康”游戏的示例，其中英特尔® 实感™ 软件开发套件任务和 DirectX* 调用位于同一个线程中。
实感™ 专家表示：“等待英特尔® 实感™ 软件开发套件的帧毫无意义。 他们并不会更快做好准备。
但是，我们可以看到主要问题出现在时间线顶端。
平均六分之五的 CPU 帧不会在一个 GPU 帧中。 这也是 GPU 帧速率速度较慢且不均匀的原因，平均低于 16 FPS。
接下来我们了解一下尝试的管线，并理解一下代码是如何执行的。 看一下“引擎 0”中的数据包数量，管线已经溢出，但是执行几乎为空。
处理器每秒钟可以处理 10 至 12 个单独的图像，并分别感知它们。 这也是为何最初的电影以 16 FPS 的速率进行剪辑的原因：该速率是多数人将静态图看作动态图的速率。
我们看一下拥有漂亮外观的游戏的档案：
注意，GPU 帧按照 CPU 帧的速率运行，几乎没有变化。 对于每个 CPU 帧，都有一个 GPU 在稍作延迟之后开始执行。
我们来了解一下我们的游戏为什么没有此模式。
首先，我们来检查一下 DirectX* 调用。 带有工具提示并突出显示的调用是我们的 “Present” 调用，该调用可向 GPU 发送已经完成的帧。 在上方的截图中，我们可以看到，它能够在 GPU 管线上生成一个 “Present” 包（使用 X 标记）。 在大约 2215 毫秒的标记处，它更靠近执行，跳过 3 个位置，但是在 2231 毫米处时，它没有完成执行直接消失。
如果我们看一下轨迹中的每一个 present 调用，就会发现没有一个调用成功使其执行。
问题： 如果忽略所有 DirectX* Present 调用，游戏如何自动绘制？ 好在我们可以使用出色的工具来解决。 我们来看一下。
您是否能看到灰色椭圆图案内有些奇怪？ 我们可以看到该数据包不是由于 DirectX* 调用代码而生成，却仍然在快速且无序地执行。 嘿，慢一点！！！
我们来进一步了解一下该数据包。
现在，我们来看一下执行的数据包。
哇！ 它来自一个“外部”线程。 这代表什么意思？ 外部线程是指不属于游戏的线程。
我们自己的数据包被忽略，而一个外部线程绘制了我们的游戏？ 什么？ 嘿，这个工具疯了！
不，图像非常正确。 出现这种情况的原因是在 Windows* 系统上（自 Windows Vista* 起），有一个名为桌面窗口管理器 (DWM) 的程序，可以在屏幕上进行合成。 它的包便是我们所看到的以高优先级快速运行的数据包。 所以，我们的数据包并没有丢失，它们是由 DWM 截取，创建最后的图片。
DWM 为何会截取全屏游戏的数据包？ 想了一下，我发现答案很简单： 我采用的是多显示器台式机配置。 将第二台显示器关闭会使得 Warrior Wave像其他游戏一样运行：正常的 GPU FPS，没有小故障，没有 DWM 包。
找到病因了！ 真令人欣慰！
但是其他的游戏在多显示器配置下仍然能够正常运行，对吗（我脑袋中的另一个声音这么说）？
为了更深入地研究，我们需要另一种工具。 英特尔® GPA 平台分析器可帮助我们查看不同时间 CPU 和 GPU 的运行情况，但是它无法更详细地展示每一帧。
我们需要进一步了解一下 Direct3D* 设备生成代码。 对此，我们可以使用面向 DirectX* 的英特尔® GPA 帧分析器，但是我将会在另一篇文章中介绍该主题。
我们来总结一下学到的内容：
在此次调查中，我们检查到导致 FPS 激增的使用情况较差的线程，以及一个讨厌的 DWM 问题，该问题可通过切换到桌面方案的第二台显示器轻松解决。
结论： 英特尔® GPA 平台分析器是初步调查该问题的必备工具。 熟悉一下该工具，并将其添加到您的工具箱内。
关于作者：
Alexander Raud 是俄罗斯英特尔® 图形性能分析器团队的一员，以前在 VTune Amplifier 工作。 Alex 拥有俄罗斯和欧洲国家双重国籍，会讲俄罗斯语、英语、法语，目前正在学习西班牙语。 Alex 已婚，有两个孩子，是前卫金属职业乐手，并且是 Jesus Embassy Church 国际部的负责人。