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윈도우 디스플레이 드라이버 모델

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목차

1. 개요

윈도우 디스플레이 드라이버 모델(WDDM)은 윈도우 운영체제에서 그래픽 하드웨어와 상호 작용하기 위한 드라이버 모델이다. WDDM은 가상화된 비디오 메모리, GPU 인터럽트, Direct3D 표면의 프로세스 간 공유, 향상된 오류 처리 기능 등을 제공하며, GPU 가상화 및 하이브리드 스케줄링을 통해 여러 그래픽 컨텍스트의 실행을 관리한다. WDDM은 윈도우 비스타에서 처음 도입되었으며, 이후 윈도우 7, 8, 8.1, 10, 11에 이르기까지 다양한 버전으로 발전하며 새로운 기능과 성능 향상을 제공했다. WDDM은 Direct3D 및 Direct2D와 같은 그래픽 API를 지원하는 DXGI(DirectX Graphics Infrastructure)와 함께 사용되며, 윈도우 운영체제의 그래픽 성능과 안정성을 향상시키는 데 기여한다.

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윈도우 디스플레이 드라이버 모델
개요
유형그래픽 드라이버 아키텍처
모델 종류
윈도우 2000 디스플레이 드라이버 모델(XDDM)윈도우 2000에서 사용
윈도우 디스플레이 드라이버 모델(WDDM)윈도우 비스타에서 사용
XPDM 대 WDDM
XPDM윈도우 2000 디스플레이 드라이버 모델
WDDM윈도우 디스플레이 드라이버 모델
추가 정보
관련 링크윈도우 디스플레이 드라이버 모델 (WDDM) 디자인 가이드
윈도우 비스타 디스플레이 드라이버 모델
XPDM vs. WDDM
윈도우 2000 디스플레이 드라이버 모델 (XDDM) 디자인 가이드
윈도우 2000 디스플레이 드라이버 모델 (XDDM) 드라이버 개발 로드맵

2. WDDM의 주요 기능

WDDM 드라이버는 이전의 디스플레이 드라이버 모델에서 제공되지 않았던 세 가지 기능을 사용한다.


  • 가상화된 비디오 메모리
  • GPU 인터럽트
  • 다이렉트3D 표면의 프로세스 간 공유
  • 강화된 오류 처리 기능


WDDM 드라이버는 이전 디스플레이 드라이버 모델에서 일관되게 제공되지 않았던 기능 영역을 지원한다.

=== GPU 가상화 ===

WDDM 드라이버는 비디오 메모리의 가상화를 허용하고 비디오 데이터를 시스템 RAM으로 페이징 아웃할 수 있도록 한다.[6] 사용 가능한 비디오 메모리가 모든 비디오 데이터와 텍스처를 저장하기에 부족한 경우, 현재 사용되지 않는 데이터는 시스템 RAM 또는 디스크로 이동된다. 스왑 아웃된 데이터가 필요하면 다시 가져온다. 가상화는 이전 드라이버 모델(예: XP 드라이버 모델)에서 어느 정도 지원될 수 있었지만, 런타임 수준에서 처리되는 대신 드라이버의 책임이었다.

런타임은 동시에 실행되는 여러 그래픽 컨텍스트의 스케줄링을 처리한다.[7] 각 명령어 목록은 GPU에서 실행하기 위한 큐에 배치되며, 더 중요한 작업이 도착하고 실행이 시작되지 않았다면 런타임에 의해 선점될 수 있다. 이는 CPU의 기본 스레드와는 다르게, 기본 스레드는 한 작업이 중단될 수 없으므로 필요 이상으로 오래 걸리고 컴퓨터의 응답성이 떨어져 보일 수 있다. 하이브리드 스케줄링 알고리즘은 기본 스레드와 경량 스레드 간의 협업을 통해 매끄러운 병렬 처리를 달성한다. WDDM은 GPU 작업 실행을 제어하여 다양한 공급업체 간의 경험을 통합하려고 시도한다.

=== 사용자 모드 드라이버 ===

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다.

윈도우 XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, 윈도우 XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다.
Windows XP가 디스플레이 드라이버 충돌로부터 안전 모드로 성공적으로 복구되었음을 사용자에게 알리는 화면
WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다.
Windows Vista가 WDDM 복구 성공을 사용자에게 알리는 화면
이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

=== GPU 복구 ===

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다. WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

윈도우 XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, 윈도우 XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다. WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다. 이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

=== 향상된 오류 허용성 ===

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다.

윈도우 XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, 윈도우 XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다. WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다. 이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

=== Direct3D 표면 공유 ===

Direct3D 그래픽 표면은 2D 또는 3D 장면을 렌더링하는 데 사용되는 텍스처가 적용된 메시에 대한 정보를 포함하는 메모리 영역이다. WDDM은 Direct3D 표면을 여러 프로세스 간에 공유할 수 있도록 한다.[8] 따라서 애플리케이션은 다른 애플리케이션에서 생성된 메시를 자신이 렌더링하는 장면에 통합할 수 있다. WDDM 이전에는 프로세스 간에 텍스처를 공유하기 어려웠다. 비디오 메모리에서 시스템 메모리로 데이터를 복사한 다음 새로운 장치의 비디오 메모리로 다시 복사해야 했기 때문이다.

2. 1. GPU 가상화

WDDM 드라이버는 비디오 메모리의 가상화를 허용하고 비디오 데이터를 시스템 RAM으로 페이징 아웃할 수 있도록 한다.[6] 사용 가능한 비디오 메모리가 모든 비디오 데이터와 텍스처를 저장하기에 부족한 경우, 현재 사용되지 않는 데이터는 시스템 RAM 또는 디스크로 이동된다. 스왑 아웃된 데이터가 필요하면 다시 가져온다. 가상화는 이전 드라이버 모델(예: XP 드라이버 모델)에서 어느 정도 지원될 수 있었지만, 런타임 수준에서 처리되는 대신 드라이버의 책임이었다.

런타임은 동시에 실행되는 여러 그래픽 컨텍스트의 스케줄링을 처리한다.[7] 각 명령어 목록은 GPU에서 실행하기 위한 큐에 배치되며, 더 중요한 작업이 도착하고 실행이 시작되지 않았다면 런타임에 의해 선점될 수 있다. 이는 CPU의 기본 스레드와는 다르게, 기본 스레드는 한 작업이 중단될 수 없으므로 필요 이상으로 오래 걸리고 컴퓨터의 응답성이 떨어져 보일 수 있다. 하이브리드 스케줄링 알고리즘은 기본 스레드와 경량 스레드 간의 협업을 통해 매끄러운 병렬 처리를 달성한다. WDDM은 GPU 작업 실행을 제어하여 다양한 공급업체 간의 경험을 통합하려고 시도한다.

2. 2. 사용자 모드 드라이버

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다.

Windows XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, Windows XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다. WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다. 이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

2. 3. GPU 복구

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다. WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

Windows XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, Windows XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다. WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다. 이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

2. 4. 향상된 오류 허용성

WDDM 드라이버가 중지되거나 오류가 발생하면 그래픽 스택이 드라이버를 다시 시작한다.[2][9] 그래픽 하드웨어 오류는 가로채지고, 필요한 경우 드라이버가 재설정된다.

윈도우 XP의 드라이버는 사용자에게 보고하거나 자동으로 복구를 시도하는 등 하드웨어 오류를 자체적으로 처리할 수 있었다. 디스플레이 드라이버를 안전하게 중지할 수 있는 경우, 윈도우 XP는 디스플레이 드라이버 충돌에 대해 알리고 비디오 드라이버를 비활성화하여 화면 해상도를 640x480, 16색으로 낮출 수도 있었다. WDDM 드라이버의 경우 화면 해상도는 대부분 영향을 받지 않으며, 모든 하드웨어 오류는 드라이버 재설정을 유발하고 팝업으로 사용자에게 알림이 표시된다. 이는 공급업체 간의 동작을 통일한다.

이전 드라이버는 커널 모드로 완전히 구현되었지만, WDDM은 부분적으로 사용자 모드로 구현된다. 사용자 모드 영역에서 복구할 수 없는 오류가 발생하면 이전 드라이버 모델에서처럼 블루 스크린 오류가 발생하는 대신 애플리케이션이 예기치 않게 종료되는 정도의 영향만 미친다.

WDDM을 통해 그래픽 하드웨어를 재설정하고 재부팅 없이 드라이버를 업데이트할 수 있다.[2]

2. 5. Direct3D 표면 공유

Direct3D 그래픽 표면은 2D 또는 3D 장면을 렌더링하는 데 사용되는 텍스처가 적용된 메시에 대한 정보를 포함하는 메모리 영역이다. WDDM은 Direct3D 표면을 여러 프로세스 간에 공유할 수 있도록 한다.[8] 따라서 애플리케이션은 다른 애플리케이션에서 생성된 메시를 자신이 렌더링하는 장면에 통합할 수 있다. WDDM 이전에는 프로세스 간에 텍스처를 공유하기 어려웠다. 비디오 메모리에서 시스템 메모리로 데이터를 복사한 다음 새로운 장치의 비디오 메모리로 다시 복사해야 했기 때문이다.

3. WDDM 버전별 역사와 특징

Windows Vista에서 처음 도입된 WDDM 1.0은 향상된 성능과 안정성, HDCP와 같은 새로운 기술을 지원한다.[2] WDDM은 하이브리드 절전 모드를 지원하여 전원 장애 발생 시 안정성을 높인다.[2] WDDM 발표 후, 기존 그래픽 드라이버 프레임워크는 Windows 2000 Display Driver Model(XDDM)[90] 또는 Windows XP Display Driver Model(XPDM)[91]으로 구분된다.

Windows Vista 이후 운영 체제에서도 XDDM/XPDM 드라이버를 사용할 수 있지만, 이 경우 데스크톱 윈도우 관리자(DWM) 및 Windows Aero 테마를 사용할 수 없다. DWM이 Direct3D 9Ex를 사용하기 때문이다. Windows 8 이후 운영 체제에서는 XDDM/XPDM 드라이버가 지원되지 않으며,[92] DWM이 항상 활성화되고[93] WDDM 1.0 이상이 필수 요구 사항이 되었다.

Windows 7 이상 운영 체제에서도 WDDM 1.0 드라이버를 계속 사용할 수 있지만,[94][95][96] WDDM 1.1 이상에서 추가된 기능은 사용할 수 없다. WDDM 1.0 드라이버는 Windows 11 이상 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이 되었다.[97]

윈도우 7에는 WDDM 1.1 버전이 도입되었다.[98] WinHEC 2008에서 발표된 새로운 기능은 다음과 같다[127][16]:



GDI 및 Direct2D/DirectWrite의 하드웨어 가속은 윈도우 7에서 메모리 사용량을 줄이는 데 기여한다. DWM 합성 엔진이 더 이상 GDI/GDI+에 쓰이는 모든 표면의 시스템 메모리 복사본을 유지할 필요가 없기 때문이다.[131][132][21][22][23]

WDDM 1.1 드라이버는 WDDM 1.0 사양과 하위 호환되며, WDDM 1.0만 지원하는 윈도우 비스타에서도 사용할 수 있다.[102] 윈도우 비스타 플랫폼 업데이트를 통해 SP2 이상에서 WDDM 1.1 드라이버를 사용할 수 있지만, 비스타의 GDI/GDI+는 소프트웨어 렌더링에 계속 의존한다.[24] 데스크톱 창 관리자는 Direct3D 9Ex를 계속 사용한다.[25]

WDDM 1.1 드라이버는 윈도우 11 이상의 OS에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이다.[97]

윈도우 8에는 WDDM 1.2[26][27] 및 DXGI 1.2[27][28]가 포함되어 있으며, 2011년 Windows BUILD 컨퍼런스에서 처음으로 기능을 선보였다.[29] 성능 향상뿐만 아니라 스테레오스코피 렌더링 및 비디오 재생에 대한 지원이 포함되었다.[29]

다른 주요 기능으로는 GPU의 선점형 멀티태스킹 지원이 추가되었는데, 보다 세분화된(세분화 - DMA 버퍼, 기본 요소, 삼각형, 픽셀 또는 명령어 수준) 선점형 멀티태스킹을 지원한다.[29] 또한 메모리 사용량 감소, 향상된 자원 공유 및 더 빠른 시간 초과 감지 및 복구 기능이 있다.[29]

Windows 8에서는 16비트 색상 표면 형식(565, 5551, 4444)이 필수이며, Direct3D 11 비디오는 8, 10 및 16비트 정밀도를 갖는 YUV 4:4:4/4:2:2/4:2:0/4:1:1 비디오 형식과 4 및 8비트 팔레트 형식을 지원한다.[30]

WDDM 1.2는 "Microsoft Basic Display Driver"[31] 및 커널 모드 VGA 드라이버를 대체한 WARP 기반 "Microsoft Basic Render Driver"와 같이 디스플레이 전용 및 렌더링 전용 WDDM 드라이버를 지원한다.[31]

Direct3D 11.1 지원 및 비디오 메모리의 효율적인 사용등이 개선되었다.[106][107] 드라이버가 WDDM 1.2의 필수 기능을 모두 구현하지 못한 경우, WARP 기반(소프트웨어 구현)의 Microsoft Basic Display Driver (MSBDD)로 대체된다.[108][109][110]

WDDM 1.2 드라이버는 Windows 11 이상의 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이 되었다.[97]

윈도우 8.1에는 WDDM 1.3[35] 및 DXGI 1.3[36]이 포함되어 있다. DXGI 어댑터 메모리 사용량 조정, 다중 평면 오버레이, 겹치는 스왑 체인 및 스왑 체인 크기 조정, 스왑 체인에 대한 백 버퍼 하위 영역 선택 및 낮은 대기 시간 스왑 체인 표시 기능이 추가되었다.[36] 드라이버 기능에는 무선 디스플레이(미라캐스트)[114][115], YUV 형식 범위, 크로스 어댑터 리소스 및 GPU 엔진 열거 기능이 포함된다. 그래픽 커널 성능도 향상되었다.[36]

윈도우 8.1에서 지원되며, 타일화된 리소스(메가텍스처/MegaTexture영어) 및 Direct3D 렌더링 성능 향상, Direct3D 11.2 지원 등이 추가되었다.[113]

WDDM 1.3 드라이버는 윈도우 11 이상의 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요구 사항이다.[97]

윈도우 10에는 가상 메모리 주소 지정을 지원하는 GPU의 커널 모드 드라이버에 대한 작업량을 크게 줄이도록 설계된 WDDM 2.0이 포함되어 있으며,[37] 사용자 모드 드라이버에서 멀티스레딩 병렬 처리를 허용하고 CPU 사용률을 낮춘다.[38][39][40][41] Windows 10에는 DXGI 1.4도 포함되어 있다.[42]

Build 2014에서 발표된 Direct3D 12 API는 WDDM 2.0을 필요로 한다. 이 새로운 API는 자동 리소스 관리 및 파이프라인 관리 작업을 없애고 개발자가 어댑터 메모리 및 렌더링 상태를 완전히 저수준으로 제어할 수 있도록 한다.

Windows 8.1 및 Windows Phone의 디스플레이 드라이버 모델이 Windows 10의 통합 모델로 통합되었다.[43]

각 GPU에 프로세스별 가상 주소 공간을 제공하는 새로운 메모리 모델이 구현되었다. 비디오 메모리의 직접 주소 지정은 여전히 WDDMv2에서 필요로 하는 그래픽 하드웨어에 의해 지원되지만, 레거시 사례로 간주된다. IHVs는 가상 주소 지정을 지원하는 새로운 하드웨어를 개발할 것으로 예상된다. 이 새로운 메모리 모델을 활성화하기 위해 DDI에 상당한 변경이 이루어졌다.

Direct3D 11.3 및 Direct3D 12 지원 등이 추가되었다. 또한, '''GpuMmu'''[116] 및 '''IoMmu'''[117]라고 불리는 두 가지 가상 어드레싱 모델을 갖는 GPU 가상 메모리 기능 등을 지원한다. 이 가상 메모리 기능은 과거 WinHEC 2006에서 "WDDM v2" 기능으로 발표되었으나[118], 실제로 WDDM 1.0의 후속으로 윈도우 7에 탑재된 WDDM 1.1에서는 구현되지 않았다. WinHEC 2006에서 마이크로소프트는 WDDM의 주된 변경에 대한 계획 방안을 이야기하였다. (WDDM이 그래픽 처리 장치에 대한 다중작업을 더 잘 스케줄링할 수 있게 하는 것에 대함) 마이크로소프트사에 따르면 WDDM 1.0은 초보적인 작업 스케줄링만을 담당한다고 하였다. 윈도우 10에서 WDDM 2.0 드라이버로 업데이트된다.[133][134] 해당 버전 모델을 지원해야 Windows 10 RS3 작업관리자의 GPU 점유율 표시가 가능하다.

Windows 10 기념일 업데이트(버전 1607)에는 셰이더 모델 6.0(피처 레벨 12_0 및 12_1에 필수)[44]을 지원하는 WDDM 2.1과 HDR10(ITU-T Rec. 2100/Rec.2020에서 정의된 10비트 하이 다이나믹 레인지 광색역 포맷)[45] 및 가변 재생률[46]을 지원하는 DXGI 1.5가 포함되어 있다. Direct3D 12 및 DXGI 1.5가 업데이트되어 셰이더 모델 6.0 지원 및 UWP 애플리케이션에서의 가변 재생률 지원[119] 등이 추가되었다.

Windows 10 크리에이터스 업데이트(버전 1703)에는 Windows Mixed Reality 플랫폼과 DXGI 1.6을 위한 입체 렌더링을 지원하는 WDDM 2.2가 포함되었다.[47] 가상 현실(virtual reality), 증강 현실(augmented reality), 혼합 현실을 위한 기능이 추가되었다.[47]

Windows 10 Fall Creators Update(버전 1709)에는 WDDM 2.3이 포함되어 있다.[48]

  • '''쉐이더 모델 6.1'''은 뷰 인스턴싱 및 중심 좌표 의미 체계 지원을 추가한다.[49]
  • '''디스플레이 색 공간 변환 DDI'''는 후처리 합성 디스플레이 파이프라인에 적용되는 색 공간 변환에 대한 추가적인 제어 기능을 제공한다.
  • '''D3D12 복사 큐 타임스탬프 쿼리''' 기능을 통해 애플리케이션은 COPY 명령 목록/큐에 타임스탬프 쿼리를 실행할 수 있다. 이러한 타임스탬프는 다른 엔진의 타임스탬프와 동일하게 작동하도록 지정된다.
  • '''Direct3D12 런타임으로 향상된 비디오 통합'''은 하드웨어 가속 비디오 디코딩, 콘텐츠 보호 및 비디오 처리를 통해 이루어진다.


Windows 10 2018년 4월 업데이트(버전 1803)에는 WDDM 2.4가 포함되어 있다.[50] WDDM 2.4는 IOMMU 하드웨어 기반 GPU 격리, GPU 가상화를 지원하며, 밝기 조정등의 여러 기능이 추가되었다.[50]

WDDM 2.4의 주요 기능은 다음과 같다:[50]

  • 셰이더 모델 6.2: 16비트 스칼라 지원 및 비정규 값을 사용한 동작 선택 기능이 추가되었다.[51]
  • 간접 디스플레이 UMDF 클래스 확장: 드라이버는 SRM을 렌더링 GPU에 전달하고 사용 중인 SRM 버전을 쿼리하는 메커니즘을 가질 수 있다.
  • IOMMU 하드웨어 기반 GPU 격리 지원: GPU의 시스템 메모리 접근을 제한하여 보안을 강화한다.
  • GPU 가상화 지원: 디스플레이 드라이버가 Hyper-V 가상 환경에 렌더링 기능을 제공할 수 있도록 한다.
  • 밝기: 교정된 니트 기반 밝기 수준으로 설정할 수 있는 여러 디스플레이를 지원하는 새로운 인터페이스이다.
  • D3D11 비트스트림 암호화: 8바이트 또는 16바이트 초기화 벡터를 사용하여 CENC, CENS, CBC1 및 CBCS를 노출한다.
  • D3D11 및 D3D12 비디오 디코딩 히스토그램: HDR/EDR 시나리오의 색조 매핑 품질을 향상시키기 위해 고정 함수 하드웨어를 히스토그램에 활용할 수 있도록 한다.
  • D3D12 비디오 디코딩: 디코드 Tier II를 지원하여 애플리케이션이 할당 비용을 상각하고 해상도 변경 중 최대 메모리 사용량을 줄일 수 있다.
  • 타일링된 리소스 계층 및 LDA 원자 연산: 연결된 어댑터(LDA) 노드에서 작동하는 원자 셰이더 명령어에 대한 지원을 추가하는 새로운 크로스 노드 공유 계층으로, 분할 프레임 렌더링(SFR)과 같은 여러 GPU 렌더링 기술을 구현할 수 있다.
  • GPU 디더링 지원: 예를 들어 HDMI 2.0을 통한 HDR10의 경우 모니터 링크에서 물리적으로 사용 가능한 것보다 더 높은 유효 비트 심도가 필요한 시나리오에서 운영 체제가 명시적으로 디더링을 요청할 수 있도록 한다.
  • 후처리 색상 향상 재정의: 운영 체제가 디스플레이의 색측정적으로 정확한 색상 동작을 적용하고 OEM 또는 IHV 독점 디스플레이 색상 향상 기능과 안전하게 공존하기 위해 특정 애플리케이션 시나리오에서 디스플레이 색상을 향상시키거나 변경하는 모든 후처리를 일시적으로 비활성화하도록 드라이버에 요청할 수 있도록 한다.
  • Direct3D12 및 비디오: 하드웨어 가속 비디오 디코딩, 콘텐츠 보호 및 비디오 처리에 대한 액세스를 제공하는 새로운 API 및 DDI이다.
  • DisplayID: 그래픽 어댑터에서 제어하는 디스플레이에서 VESA의 DisplayID 디스크립터를 쿼리할 수 있도록 설계된 새로운 DDI이다.
  • GPU 성능 데이터: 온도, 팬 속도, 엔진 및 메모리의 클럭 속도, 메모리 대역폭, 전력 소비 및 전압과 같은 GPU 하드웨어에 대한 정보를 노출하는 확장 기능이다.
  • SupportContextlessPresent: IHVs가 새로운 드라이버를 온보딩하는 데 도움이 되는 드라이버 기능이다.
  • OS의 외부/탈착식 GPU 지원 개선: 탈착식 GPU에 대한 향상된 지원을 제공한다.
  • 디스플레이 진단: 디스플레이 컨트롤러의 드라이버가 운영 체제에 진단 이벤트를 보고할 수 있도록 커널 모드 장치 드라이버 인터페이스 변경 사항이 포함된다.
  • 공유 그래픽 전력 구성 요소: 비그래픽 드라이버가 그래픽 장치의 전력 관리에 참여할 수 있도록 한다.
  • 공유 텍스처 개선: 프로세스와 Direct3D 장치 간에 공유할 수 있는 텍스처의 유형을 늘리고 최소한의 메모리 복사를 사용하여 단색을 지원한다.


WDDM 2.5는 Windows 10 2018년 10월 업데이트(버전 1809)에 포함되었다.[52]

Windows 10 버전 1809의 디스플레이 드라이버 개발 업데이트에는 다음과 같은 기능이 포함된다.[53]

  • 셰이더 모델 6.3: DirectX 12 광선 추적(DXR)을 지원한다.[54]
  • 광선 추적: Direct3D 12에서 하드웨어 가속 광선 추적을 지원한다.
  • 유니버설 드라이버 요구 사항: 드라이버는 DirectX 11 및 DirectX 12 사용자 모드 드라이버와 커널 모드 드라이버, 그리고 이러한 구성 요소에서 로드하는 기타 DLL이 유니버설 API를 준수해야 한다.
  • SRV 전용 타일 리소스 계층 3: 타일 리소스에 대한 새로운 기능 비트로, 비정렬 액세스 및 렌더링 대상 작업 지원 없이 스파스 볼륨 텍스처를 노출한다.
  • 렌더링 패스: Direct3D 12에 렌더링 패스 개념을 도입하여 기존 드라이버에서 실행될 새로운 API를 추가하고 사용자 모드 드라이버가 높은 CPU 부하 없이 최적의 렌더링 경로를 선택할 수 있도록 한다.
  • 메타 명령: 머신 러닝을 위한 고성능 하드웨어 가속 DirectX 12 라이브러리인 DirectML에 대한 미리 보기 지원을 추가한다. Windows 10 버전 1903 이상에서는 메타 명령과 DirectML이 Windows의 안정적인 부분이다.[55]
  • HDR 밝기 보정: 새로운 SDR 밝기 강화 기능으로, SDR 콘텐츠의 기준 밝기를 사용자가 원하는 값으로 높여 SDR 콘텐츠를 일반적인 200~240 니트로 재현할 수 있도록 한다. 또한 하드웨어/드라이버가 FP16 픽셀 형식 또는 ARGB10 픽셀 형식만을 통해 HDR 출력을 지원하는지 보고할 수 있다.
  • SDR 흰색 레벨: HDR 모드로 실행되는 디스플레이의 모든 SDR 콘텐츠에 OS 합성기가 적용하는 ''SDR 흰색 레벨'' 값을 그래픽 드라이버에 알리기 위해서이다.
  • 디스플레이 동기화: 운영 체제가 디스플레이가 드라이버에 노출되기 전에 디스플레이 동기화 기능을 확인할 수 있도록 한다.
  • 추적된 작업 부하: 처리기 실행 속도와 전력 소비 간의 절충을 더 잘 제어하기 위한 실험적 기능으로 추가되었지만, 보안 수정의 일환으로 Windows 10 버전 2004에서 제거되고 이전 OS 버전에서는 더 이상 사용되지 않는다.


WDDM 2.6은 Windows 10 2019년 5월 업데이트(버전 1903)에 포함되었다.[56]

이 버전에서는 다음과 같은 기능이 추가되었다.[56]

  • 셰이더 모델 6.4는 저정밀 압축 내적 고유 함수 및 레이 트레이싱을 단순화하기 위한 라이브러리 하위 개체에 대한 지원을 추가한다.[57]
  • 슈퍼 웻 잉크(Super Wet Ink)는 IHVs(Independent Hardware Vendors)가 기본적으로 지원하지 않는 형식 및 모드로 텍스처를 생성할 수 있도록 하여 하드웨어/드라이버가 기본적으로 지원하는 형식으로 리소스 투영으로 해결하고 내부 드라이버 최적화를 허용한다.
  • 가변 속도 셰이딩(Variable Rate Shading)은 조밀 픽셀 셰이딩(coarse pixel shading)이라고도 하며, 렌더링된 이미지 전체에서 다양한 속도로 렌더링 성능/전력 할당을 가능하게 하는 메커니즘이다. 두 가지 계층(계층 1 및 계층 2)이 있다.
  • 진단 정보 수집(Collect Diagnostic Info)을 통해 운영 체제가 렌더링 및 디스플레이 기능 모두에 대한 드라이버로부터 개인 데이터를 수집할 수 있다. 이 기능은 WDDM 2.6에서 필수적이다.
  • 백그라운드 처리(Background Processing)를 통해 사용자 모드 드라이버가 원하는 스레딩 동작을 표현하고 런타임이 이를 제어/모니터링할 수 있다. API를 통해 앱은 작업량에 적합한 백그라운드 처리량과 작업 수행 시기를 조정할 수 있다.
  • 드라이버 핫 업데이트(Driver Hot Update)는 서버 가동 중단 시간을 줄이고 커널 모드 드라이버에 대한 드라이버 보안 핫 패치를 허용한다.
  • Microsoft Compute Driver Model (MCDM)은 NPU와 같은 AI 프로세서용이다.


WDDM 2.7은 Windows 10 2020년 5월 업데이트[58](버전 2004)에서 도입되었다.[59]

WDDM 2.7은 다음과 같은 기능을 포함한다.[59]

  • 셰이더 모델 6.5: 새로운 파이프라인 기능과 추가적인 웨이브 인트린직에 대한 지원을 추가한다.[60]
  • 하드웨어 가속 GPU 스케줄링: 시스템 설정에서 추가 옵션으로 표시되며, 활성화되면 고주파수 작업을 전용 GPU 기반 스케줄링 프로세서로 오프로드하여 CPU 스케줄링 오버헤드를 줄인다. 이를 위해서는 특별한 하드웨어 및 드라이버 지원이 필요하다.[61]
  • 샘플러 피드백: 장면에서 리소스 사용량을 더 세밀하게 조정할 수 있도록 한다.[62] 두 가지 계층(계층 0.9 및 계층 1.0)이 제공된다.[63]
  • DirectX 레이 트레이싱(DXR) 계층 1.1: 인라인 레이 트레이싱, 간접 광선 디스패치, 새로운 상태 객체를 생성할 필요 없이 상태 객체 증가 및 가속 구조에 대한 추가 정점 형식을 도입한다.[64]
  • 메시 및 증폭 셰이더 단계: 기존 파이프라인(입력 어셈블러-정점-헐-테셀레이터-도메인-지오메트리 및 스트림 출력 단계)을 대체하는 새로운 선택적 지오메트리 파이프라인이다.[65]
  • 향상된 메모리 할당 제어: 더 나은 상주 제어와 새로 생성된 힙을 명시적으로 0으로 설정하지 않을 수 있는 기능을 제공한다.[66]
  • Direct3D 9 리소스 상호 운용성: Direct3D 9 리소스를 Direct3D 12 애플리케이션에 투영할 수 있도록 한다.[67]
  • Direct3D 12 비디오 보호된 리소스 지원: Direct3D 12 애플리케이션에서 보호된 콘텐츠를 재생할 수 있도록 한다.[68]


WDDM 2.9는 윈도우 10 인사이더 프리뷰 "Iron"에서 Windows Subsystem for Linux 2 (WSL 2)에 대한 GPU 하드웨어 가속 지원[69]과 기능 수준 12_2[70] 및 HLSL 셰이더 모델 6.6[71] 지원을 제공한다.

윈도우 11 최종판(RTM)에는 WDDM 3.0이 포함되어 있으며,[72][73] 이는 Windows Subsystem for Linux[74]의 그래픽 아키텍처를 개선하여 다음과 같은 기능을 추가하였다.[75]

  • WSL 패키지에 리눅스용으로 컴파일된 사용자 모드 드라이버
  • 리눅스에 마운트된 호스트 드라이버
  • 동적 재생률[76]
  • Direct3D 12 비디오 인코딩[77]
  • 하드웨어 플립 큐[78]


윈도우 11 2022 업데이트(버전 22H2)에는 WDDM 3.1이 포함되어 있다.[79][80] WDDM 3.1은 셰이더 모델 6.7[81], IOMMU DMA 재매핑[82], KMD와 백킹 스토어 공유[83] 기능을 제공한다.

윈도우 11 2024 업데이트(버전 24H2)에는 WDDM 3.2가 포함되어 있다.[84] WDDM 3.2는 셰이더 모델 6.8[85], 더티 비트 추적, GPU-P 장치에서의 라이브 마이그레이션, 네이티브 GPU 펜스 객체, 사용자 모드 작업 제출, D3D12 AV1 비디오 인코딩, 작업 그래프[86] 등의 기능을 제공한다.

3. 1. WDDM 1.0 (Windows Vista)

Windows Vista에서 처음 도입된 WDDM 1.0은 향상된 성능과 안정성, HDCP와 같은 새로운 기술을 지원한다.[2] WDDM은 하이브리드 절전 모드를 지원하여 전원 장애 발생 시 안정성을 높인다.[2] WDDM 발표 후, 기존 그래픽 드라이버 프레임워크는 Windows 2000 Display Driver Model(XDDM)[90] 또는 Windows XP Display Driver Model(XPDM)[91]으로 구분된다.

Windows Vista 이후 운영 체제에서도 XDDM/XPDM 드라이버를 사용할 수 있지만, 이 경우 데스크톱 윈도우 관리자(DWM) 및 Windows Aero 테마를 사용할 수 없다. DWM이 Direct3D 9Ex를 사용하기 때문이다. Windows 8 이후 운영 체제에서는 XDDM/XPDM 드라이버가 지원되지 않으며,[92] DWM이 항상 활성화되고[93] WDDM 1.0 이상이 필수 요구 사항이 되었다.

Windows 7 이상 운영 체제에서도 WDDM 1.0 드라이버를 계속 사용할 수 있지만,[94][95][96] WDDM 1.1 이상에서 추가된 기능은 사용할 수 없다. WDDM 1.0 드라이버는 Windows 11 이상 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이 되었다.[97]

3. 2. WDDM 1.1 (Windows 7)

윈도우 7에는 WDDM 1.1 버전이 도입되었다.[98] WinHEC 2008에서 발표된 새로운 기능은 다음과 같다[127][16]:

GDI 및 Direct2D/DirectWrite의 하드웨어 가속은 윈도우 7에서 메모리 사용량을 줄이는 데 기여한다. DWM 합성 엔진이 더 이상 GDI/GDI+에 쓰이는 모든 표면의 시스템 메모리 복사본을 유지할 필요가 없기 때문이다.[131][132][21][22][23]

WDDM 1.1 드라이버는 WDDM 1.0 사양과 하위 호환되며, WDDM 1.0만 지원하는 윈도우 비스타에서도 사용할 수 있다.[102] 윈도우 비스타 플랫폼 업데이트를 통해 SP2 이상에서 WDDM 1.1 드라이버를 사용할 수 있지만, 비스타의 GDI/GDI+는 소프트웨어 렌더링에 계속 의존한다.[24] 데스크톱 창 관리자는 Direct3D 9Ex를 계속 사용한다.[25]

WDDM 1.1 드라이버는 윈도우 11 이상의 OS에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이다.[97]

3. 3. WDDM 1.2 (Windows 8)

윈도우 8에는 WDDM 1.2[26][27] 및 DXGI 1.2[27][28]가 포함되어 있으며, 2011년 Windows BUILD 컨퍼런스에서 처음으로 기능을 선보였다.[29] 성능 향상뿐만 아니라 스테레오스코피 렌더링 및 비디오 재생에 대한 지원이 포함되었다.[29]

다른 주요 기능으로는 GPU의 선점형 멀티태스킹 지원이 추가되었는데, 보다 세분화된(세분화 - DMA 버퍼, 기본 요소, 삼각형, 픽셀 또는 명령어 수준) 선점형 멀티태스킹을 지원한다.[29] 또한 메모리 사용량 감소, 향상된 자원 공유 및 더 빠른 시간 초과 감지 및 복구 기능이 있다.[29]

Windows 8에서는 16비트 색상 표면 형식(565, 5551, 4444)이 필수이며, Direct3D 11 비디오는 8, 10 및 16비트 정밀도를 갖는 YUV 4:4:4/4:2:2/4:2:0/4:1:1 비디오 형식과 4 및 8비트 팔레트 형식을 지원한다.[30]

WDDM 1.2는 "Microsoft Basic Display Driver"[31] 및 커널 모드 VGA 드라이버를 대체한 WARP 기반 "Microsoft Basic Render Driver"와 같이 디스플레이 전용 및 렌더링 전용 WDDM 드라이버를 지원한다.[31]

Direct3D 11.1 지원 및 비디오 메모리의 효율적인 사용등이 개선되었다.[106][107] 드라이버가 WDDM 1.2의 필수 기능을 모두 구현하지 못한 경우, WARP 기반(소프트웨어 구현)의 Microsoft Basic Display Driver (MSBDD)로 대체된다.[108][109][110]

WDDM 1.2 드라이버는 Windows 11 이상의 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요건이 되었다.[97]

3. 4. WDDM 1.3 (Windows 8.1)

윈도우 8.1에는 WDDM 1.3[35] 및 DXGI 1.3[36]이 포함되어 있다. DXGI 어댑터 메모리 사용량 조정, 다중 평면 오버레이, 겹치는 스왑 체인 및 스왑 체인 크기 조정, 스왑 체인에 대한 백 버퍼 하위 영역 선택 및 낮은 대기 시간 스왑 체인 표시 기능이 추가되었다.[36] 드라이버 기능에는 무선 디스플레이(미라캐스트)[114][115], YUV 형식 범위, 크로스 어댑터 리소스 및 GPU 엔진 열거 기능이 포함된다. 그래픽 커널 성능도 향상되었다.[36]

윈도우 8.1에서 지원되며, 타일화된 리소스(메가텍스처/MegaTexture영어) 및 Direct3D 렌더링 성능 향상, Direct3D 11.2 지원 등이 추가되었다.[113]

WDDM 1.3 드라이버는 윈도우 11 이상의 운영 체제에서는 지원되지 않으며, WDDM 2.0 이상이 필수 요구 사항이다.[97]

3. 5. WDDM 2.0 (Windows 10)

윈도우 10에는 가상 메모리 주소 지정을 지원하는 GPU의 커널 모드 드라이버에 대한 작업량을 크게 줄이도록 설계된 WDDM 2.0이 포함되어 있으며,[37] 사용자 모드 드라이버에서 멀티스레딩 병렬 처리를 허용하고 CPU 사용률을 낮춘다.[38][39][40][41] Windows 10에는 DXGI 1.4도 포함되어 있다.[42]

Build 2014에서 발표된 Direct3D 12 API는 WDDM 2.0을 필요로 한다. 이 새로운 API는 자동 리소스 관리 및 파이프라인 관리 작업을 없애고 개발자가 어댑터 메모리 및 렌더링 상태를 완전히 저수준으로 제어할 수 있도록 한다.

Windows 8.1 및 Windows Phone의 디스플레이 드라이버 모델이 Windows 10의 통합 모델로 통합되었다.[43]

각 GPU에 프로세스별 가상 주소 공간을 제공하는 새로운 메모리 모델이 구현되었다. 비디오 메모리의 직접 주소 지정은 여전히 WDDMv2에서 필요로 하는 그래픽 하드웨어에 의해 지원되지만, 레거시 사례로 간주된다. IHVs는 가상 주소 지정을 지원하는 새로운 하드웨어를 개발할 것으로 예상된다. 이 새로운 메모리 모델을 활성화하기 위해 DDI에 상당한 변경이 이루어졌다.

Direct3D 11.3 및 Direct3D 12 지원 등이 추가되었다. 또한, '''GpuMmu'''[116] 및 '''IoMmu'''[117]라고 불리는 두 가지 가상 어드레싱 모델을 갖는 GPU 가상 메모리 기능 등을 지원한다. 이 가상 메모리 기능은 과거 WinHEC 2006에서 "WDDM v2" 기능으로 발표되었으나[118], 실제로 WDDM 1.0의 후속으로 윈도우 7에 탑재된 WDDM 1.1에서는 구현되지 않았다. WinHEC 2006에서 마이크로소프트는 WDDM의 주된 변경에 대한 계획 방안을 이야기하였다. (WDDM이 그래픽 처리 장치에 대한 다중작업을 더 잘 스케줄링할 수 있게 하는 것에 대함) 마이크로소프트사에 따르면 WDDM 1.0은 초보적인 작업 스케줄링만을 담당한다고 하였다. 윈도우 10에서 WDDM 2.0 드라이버로 업데이트된다.[133][134] 해당 버전 모델을 지원해야 Windows 10 RS3 작업관리자의 GPU 점유율 표시가 가능하다.

3. 6. WDDM 2.1 (Windows 10 Anniversary Update)

Windows 10 기념일 업데이트(버전 1607)에는 셰이더 모델 6.0(피처 레벨 12_0 및 12_1에 필수)[44]을 지원하는 WDDM 2.1과 HDR10(ITU-T Rec. 2100/Rec.2020에서 정의된 10비트 하이 다이나믹 레인지 광색역 포맷)[45] 및 가변 재생률[46]을 지원하는 DXGI 1.5가 포함되어 있다. Direct3D 12 및 DXGI 1.5가 업데이트되어 셰이더 모델 6.0 지원 및 UWP 애플리케이션에서의 가변 재생률 지원[119] 등이 추가되었다.

3. 7. WDDM 2.2 (Windows 10 Creators Update)

Windows 10 크리에이터스 업데이트(버전 1703)에는 Windows Mixed Reality 플랫폼과 DXGI 1.6을 위한 입체 렌더링을 지원하는 WDDM 2.2가 포함되었다.[47] 가상 현실(virtual reality), 증강 현실(augmented reality), 혼합 현실을 위한 기능이 추가되었다.[47]

3. 8. WDDM 2.3 (Windows 10 Fall Creators Update)

Windows 10 Fall Creators Update(버전 1709)에는 WDDM 2.3이 포함되어 있다.[48]

  • '''쉐이더 모델 6.1'''은 뷰 인스턴싱 및 중심 좌표 의미 체계 지원을 추가한다.[49]
  • '''디스플레이 색 공간 변환 DDI'''는 후처리 합성 디스플레이 파이프라인에 적용되는 색 공간 변환에 대한 추가적인 제어 기능을 제공한다.
  • '''D3D12 복사 큐 타임스탬프 쿼리''' 기능을 통해 애플리케이션은 COPY 명령 목록/큐에 타임스탬프 쿼리를 실행할 수 있다. 이러한 타임스탬프는 다른 엔진의 타임스탬프와 동일하게 작동하도록 지정된다.
  • '''Direct3D12 런타임으로 향상된 비디오 통합'''은 하드웨어 가속 비디오 디코딩, 콘텐츠 보호 및 비디오 처리를 통해 이루어진다.

3. 9. WDDM 2.4 (Windows 10 April 2018 Update)

Windows 10 2018년 4월 업데이트(버전 1803)에는 WDDM 2.4가 포함되어 있다.[50] WDDM 2.4는 IOMMU 하드웨어 기반 GPU 격리, GPU 가상화를 지원하며, 밝기 조정등의 여러 기능이 추가되었다.[50]

WDDM 2.4의 주요 기능은 다음과 같다:[50]

  • 셰이더 모델 6.2: 16비트 스칼라 지원 및 비정규 값을 사용한 동작 선택 기능이 추가되었다.[51]
  • 간접 디스플레이 UMDF 클래스 확장: 드라이버는 SRM을 렌더링 GPU에 전달하고 사용 중인 SRM 버전을 쿼리하는 메커니즘을 가질 수 있다.
  • IOMMU 하드웨어 기반 GPU 격리 지원: GPU의 시스템 메모리 접근을 제한하여 보안을 강화한다.
  • GPU 가상화 지원: 디스플레이 드라이버가 Hyper-V 가상 환경에 렌더링 기능을 제공할 수 있도록 한다.
  • 밝기: 교정된 니트 기반 밝기 수준으로 설정할 수 있는 여러 디스플레이를 지원하는 새로운 인터페이스이다.
  • D3D11 비트스트림 암호화: 8바이트 또는 16바이트 초기화 벡터를 사용하여 CENC, CENS, CBC1 및 CBCS를 노출한다.
  • D3D11 및 D3D12 비디오 디코딩 히스토그램: HDR/EDR 시나리오의 색조 매핑 품질을 향상시키기 위해 고정 함수 하드웨어를 히스토그램에 활용할 수 있도록 한다.
  • D3D12 비디오 디코딩: 디코드 Tier II를 지원하여 애플리케이션이 할당 비용을 상각하고 해상도 변경 중 최대 메모리 사용량을 줄일 수 있다.
  • 타일링된 리소스 계층 및 LDA 원자 연산: 연결된 어댑터(LDA) 노드에서 작동하는 원자 셰이더 명령어에 대한 지원을 추가하는 새로운 크로스 노드 공유 계층으로, 분할 프레임 렌더링(SFR)과 같은 여러 GPU 렌더링 기술을 구현할 수 있다.
  • GPU 디더링 지원: 예를 들어 HDMI 2.0을 통한 HDR10의 경우 모니터 링크에서 물리적으로 사용 가능한 것보다 더 높은 유효 비트 심도가 필요한 시나리오에서 운영 체제가 명시적으로 디더링을 요청할 수 있도록 한다.
  • 후처리 색상 향상 재정의: 운영 체제가 디스플레이의 색측정적으로 정확한 색상 동작을 적용하고 OEM 또는 IHV 독점 디스플레이 색상 향상 기능과 안전하게 공존하기 위해 특정 애플리케이션 시나리오에서 디스플레이 색상을 향상시키거나 변경하는 모든 후처리를 일시적으로 비활성화하도록 드라이버에 요청할 수 있도록 한다.
  • Direct3D12 및 비디오: 하드웨어 가속 비디오 디코딩, 콘텐츠 보호 및 비디오 처리에 대한 액세스를 제공하는 새로운 API 및 DDI이다.
  • DisplayID: 그래픽 어댑터에서 제어하는 디스플레이에서 VESA의 DisplayID 디스크립터를 쿼리할 수 있도록 설계된 새로운 DDI이다.
  • GPU 성능 데이터: 온도, 팬 속도, 엔진 및 메모리의 클럭 속도, 메모리 대역폭, 전력 소비 및 전압과 같은 GPU 하드웨어에 대한 정보를 노출하는 확장 기능이다.
  • SupportContextlessPresent: IHVs가 새로운 드라이버를 온보딩하는 데 도움이 되는 드라이버 기능이다.
  • OS의 외부/탈착식 GPU 지원 개선: 탈착식 GPU에 대한 향상된 지원을 제공한다.
  • 디스플레이 진단: 디스플레이 컨트롤러의 드라이버가 운영 체제에 진단 이벤트를 보고할 수 있도록 커널 모드 장치 드라이버 인터페이스 변경 사항이 포함된다.
  • 공유 그래픽 전력 구성 요소: 비그래픽 드라이버가 그래픽 장치의 전력 관리에 참여할 수 있도록 한다.
  • 공유 텍스처 개선: 프로세스와 Direct3D 장치 간에 공유할 수 있는 텍스처의 유형을 늘리고 최소한의 메모리 복사를 사용하여 단색을 지원한다.

3. 10. WDDM 2.5 (Windows 10 October 2018 Update)

WDDM 2.5는 Windows 10 2018년 10월 업데이트(버전 1809)에 포함되었다.[52]

Windows 10 버전 1809의 디스플레이 드라이버 개발 업데이트에는 다음과 같은 기능이 포함된다.[53]

  • 셰이더 모델 6.3: DirectX 12 광선 추적(DXR)을 지원한다.[54]
  • 광선 추적: Direct3D 12에서 하드웨어 가속 광선 추적을 지원한다.
  • 유니버설 드라이버 요구 사항: 드라이버는 DirectX 11 및 DirectX 12 사용자 모드 드라이버와 커널 모드 드라이버, 그리고 이러한 구성 요소에서 로드하는 기타 DLL이 유니버설 API를 준수해야 한다.
  • SRV 전용 타일 리소스 계층 3: 타일 리소스에 대한 새로운 기능 비트로, 비정렬 액세스 및 렌더링 대상 작업 지원 없이 스파스 볼륨 텍스처를 노출한다.
  • 렌더링 패스: Direct3D 12에 렌더링 패스 개념을 도입하여 기존 드라이버에서 실행될 새로운 API를 추가하고 사용자 모드 드라이버가 높은 CPU 부하 없이 최적의 렌더링 경로를 선택할 수 있도록 한다.
  • 메타 명령: 머신 러닝을 위한 고성능 하드웨어 가속 DirectX 12 라이브러리인 DirectML에 대한 미리 보기 지원을 추가한다. Windows 10 버전 1903 이상에서는 메타 명령과 DirectML이 Windows의 안정적인 부분이다.[55]
  • HDR 밝기 보정: 새로운 SDR 밝기 강화 기능으로, SDR 콘텐츠의 기준 밝기를 사용자가 원하는 값으로 높여 SDR 콘텐츠를 일반적인 200~240 니트로 재현할 수 있도록 한다. 또한 하드웨어/드라이버가 FP16 픽셀 형식 또는 ARGB10 픽셀 형식만을 통해 HDR 출력을 지원하는지 보고할 수 있다.
  • SDR 흰색 레벨: HDR 모드로 실행되는 디스플레이의 모든 SDR 콘텐츠에 OS 합성기가 적용하는 ''SDR 흰색 레벨'' 값을 그래픽 드라이버에 알리기 위해서이다.
  • 디스플레이 동기화: 운영 체제가 디스플레이가 드라이버에 노출되기 전에 디스플레이 동기화 기능을 확인할 수 있도록 한다.
  • 추적된 작업 부하: 처리기 실행 속도와 전력 소비 간의 절충을 더 잘 제어하기 위한 실험적 기능으로 추가되었지만, 보안 수정의 일환으로 Windows 10 버전 2004에서 제거되고 이전 OS 버전에서는 더 이상 사용되지 않는다.

3. 11. WDDM 2.6 (Windows 10 May 2019 Update)

WDDM 2.6은 Windows 10 2019년 5월 업데이트(버전 1903)에 포함되었다.[56]

이 버전에서는 다음과 같은 기능이 추가되었다.[56]

  • 셰이더 모델 6.4는 저정밀 압축 내적 고유 함수 및 레이 트레이싱을 단순화하기 위한 라이브러리 하위 개체에 대한 지원을 추가한다.[57]
  • 슈퍼 웻 잉크(Super Wet Ink)는 IHVs(Independent Hardware Vendors)가 기본적으로 지원하지 않는 형식 및 모드로 텍스처를 생성할 수 있도록 하여 하드웨어/드라이버가 기본적으로 지원하는 형식으로 리소스 투영으로 해결하고 내부 드라이버 최적화를 허용한다.
  • 가변 속도 셰이딩(Variable Rate Shading)은 조밀 픽셀 셰이딩(coarse pixel shading)이라고도 하며, 렌더링된 이미지 전체에서 다양한 속도로 렌더링 성능/전력 할당을 가능하게 하는 메커니즘이다. 두 가지 계층(계층 1 및 계층 2)이 있다.
  • 진단 정보 수집(Collect Diagnostic Info)을 통해 운영 체제가 렌더링 및 디스플레이 기능 모두에 대한 드라이버로부터 개인 데이터를 수집할 수 있다. 이 기능은 WDDM 2.6에서 필수적이다.
  • 백그라운드 처리(Background Processing)를 통해 사용자 모드 드라이버가 원하는 스레딩 동작을 표현하고 런타임이 이를 제어/모니터링할 수 있다. API를 통해 앱은 작업량에 적합한 백그라운드 처리량과 작업 수행 시기를 조정할 수 있다.
  • 드라이버 핫 업데이트(Driver Hot Update)는 서버 가동 중단 시간을 줄이고 커널 모드 드라이버에 대한 드라이버 보안 핫 패치를 허용한다.
  • Microsoft Compute Driver Model (MCDM)은 NPU와 같은 AI 프로세서용이다.


3. 12. WDDM 2.7 (Windows 10 May 2020 Update)

WDDM 2.7은 Windows 10 2020년 5월 업데이트[58](버전 2004)에서 도입되었다.[59]

WDDM 2.7은 다음과 같은 기능을 포함한다.[59]

  • 셰이더 모델 6.5: 새로운 파이프라인 기능과 추가적인 웨이브 인트린직에 대한 지원을 추가한다.[60]
  • 하드웨어 가속 GPU 스케줄링: 시스템 설정에서 추가 옵션으로 표시되며, 활성화되면 고주파수 작업을 전용 GPU 기반 스케줄링 프로세서로 오프로드하여 CPU 스케줄링 오버헤드를 줄인다. 이를 위해서는 특별한 하드웨어 및 드라이버 지원이 필요하다.[61]
  • 샘플러 피드백: 장면에서 리소스 사용량을 더 세밀하게 조정할 수 있도록 한다.[62] 두 가지 계층(계층 0.9 및 계층 1.0)이 제공된다.[63]
  • DirectX 레이 트레이싱(DXR) 계층 1.1: 인라인 레이 트레이싱, 간접 광선 디스패치, 새로운 상태 객체를 생성할 필요 없이 상태 객체 증가 및 가속 구조에 대한 추가 정점 형식을 도입한다.[64]
  • 메시 및 증폭 셰이더 단계: 기존 파이프라인(입력 어셈블러-정점-헐-테셀레이터-도메인-지오메트리 및 스트림 출력 단계)을 대체하는 새로운 선택적 지오메트리 파이프라인이다.[65]
  • 향상된 메모리 할당 제어: 더 나은 상주 제어와 새로 생성된 힙을 명시적으로 0으로 설정하지 않을 수 있는 기능을 제공한다.[66]
  • Direct3D 9 리소스 상호 운용성: Direct3D 9 리소스를 Direct3D 12 애플리케이션에 투영할 수 있도록 한다.[67]
  • Direct3D 12 비디오 보호된 리소스 지원: Direct3D 12 애플리케이션에서 보호된 콘텐츠를 재생할 수 있도록 한다.[68]

3. 13. WDDM 2.9 (Windows 10 Insider Preview "Iron")

WDDM 2.9는 윈도우 10 인사이더 프리뷰 "Iron"에서 Windows Subsystem for Linux 2 (WSL 2)에 대한 GPU 하드웨어 가속 지원[69]과 기능 수준 12_2[70] 및 HLSL 셰이더 모델 6.6[71] 지원을 제공한다.

3. 14. WDDM 3.0 (Windows 11)

윈도우 11 최종판(RTM)에는 WDDM 3.0이 포함되어 있으며,[72][73] 이는 Windows Subsystem for Linux[74]의 그래픽 아키텍처를 개선하여 다음과 같은 기능을 추가하였다.[75]

  • WSL 패키지에 리눅스용으로 컴파일된 사용자 모드 드라이버
  • 리눅스에 마운트된 호스트 드라이버
  • 동적 재생률[76]
  • Direct3D 12 비디오 인코딩[77]
  • 하드웨어 플립 큐[78]

3. 15. WDDM 3.1 (Windows 11 2022 Update)

윈도우 11 2022 업데이트(버전 22H2)에는 WDDM 3.1이 포함되어 있다.[79][80] WDDM 3.1은 셰이더 모델 6.7[81], IOMMU DMA 재매핑[82], KMD와 백킹 스토어 공유[83] 기능을 제공한다.

3. 16. WDDM 3.2 (Windows 11 2024 Update)

윈도우 11 2024 업데이트(버전 24H2)에는 WDDM 3.2가 포함되어 있다.[84] WDDM 3.2는 셰이더 모델 6.8[85], 더티 비트 추적, GPU-P 장치에서의 라이브 마이그레이션, 네이티브 GPU 펜스 객체, 사용자 모드 작업 제출, D3D12 AV1 비디오 인코딩, 작업 그래프[86] 등의 기능을 제공한다.

4. DXGI (DirectX Graphics Infrastructure)

DXGI(DirectX Graphics Infrastructure)는 DirectX 10(Direct3D 10) 이상에서 사용 가능한 새로운 그래픽 공통 기반 및 그 API 집합이다. 커널 모드 드라이버 및 하드웨어와의 통신과 같은 저수준 작업을 담당한다.[120][121]

DXGI는 어댑터(그래픽 카드 또는 참조 래스터라이저 등) 및 출력(모니터)과 같은 장치 개념을 추상화한다. 또한 이전 버전의 Direct3D에서도 익숙한 더블 버퍼링 시스템은 스왑 체인이라는 개념으로 통합된다.

DXGI를 도입함으로써, 자주 변경되는 Direct3D API 및 Direct2D API에 의한 실제 렌더링 부분과 변경이 적은 장치 통신 부분을 분리하여 생각할 수 있다. 또한 DXGI 계층을 경유한 Direct3D와 Direct2D의 상호 운용이 가능해진다.[122] 그 외 DirectCompute에서는 DXGI 어댑터 열거를 통해 기본 모니터 출력에 사용되는 기본 어댑터뿐만 아니라 보조 어댑터도 통일적으로 분산 컴퓨팅용 연산 리소스로 활용할 수 있다.

DXGI 버전은 WDDM 및 DirectX 버전과 함께 업데이트된다. 예를 들어 WDDM 1.1과 DirectX 11을 지원하는 Windows 7에는 DXGI 1.1 런타임이 도입된다. Windows Vista SP2 Platform Update에서도 WDDM 1.1 지원은 완벽하지 않지만, DXGI 1.1 런타임은 DirectX 11 런타임과 동시에 백포트되므로 DXGI 1.1 API 자체의 사용은 가능하다.[123]

Windows 8에서 DirectX 11.1에 대응하는 DXGI 1.2가 도입되었다. Windows 7 SP1 Platform Update에서도 WDDM 버전은 1.1이지만, DXGI 1.2 런타임은 DirectX 11.1 런타임과 동시에 백포트되어 일부 API 기능을 사용할 수 있다.

DirectX 11.2에 대응하는 것은 DXGI 1.3(Windows 8.1 이상)이며, DirectX 11.3 및 DirectX 12에 대응하는 것은 DXGI 1.4(Windows 10)이다.

Windows 10 November 2015 Update(version 1511, build 10586)에서 DirectX 11.4와 함께 DXGI 1.5가 도입되었다.[124]

Windows 10 Creators Update(version 1703, build 15063)에서 DXGI 1.6이 도입되었다.[125] 이후 DXGI 자체의 버전 번호는 1.6으로 유지된 채 Windows 10의 기능 업데이트 릴리스와 함께 DXGI에도 기능이 추가되고 있다.[126]

5. 새로운 디스플레이 드라이버 모델의 필요성

Windows Vista 이전에는 Quartz, Compiz와 같은 다른 플랫폼에서 합성 데스크톱 구현이 성공적으로 이루어졌다. 그러나 마이크로소프트는 여러 공급업체의 다양한 GPU에서 WDDM이 통합된 환경을 제공하고 기능과 성능을 표준화하고자 했다. 다른 드라이버 모델에서 누락된 소프트웨어 기능은 확장을 통해 중요하지 않게 만들 수 있었거나, 제한이 적거나 단순히 다른 드라이버 모델이 있었다면 중요하지 않을 수 있었다.

WDDM은 데스크톱 윈도우 관리자(DWM)을 비롯한 새로운 그래픽 시나리오를 가능하게 한다. DWM에 의해 관리되는 데스크톱 및 애플리케이션 창은 Direct3D 애플리케이션이므로 열려 있는 창의 수가 비디오 메모리 요구량에 직접적인 영향을 미친다. 열려 있는 창의 수에는 제한이 없으므로 사용 가능한 비디오 메모리가 부족해 가상화가 필요할 수 있다. 또한 DWM 관리 데스크톱에서 DWM과 함께 다른 DirectX 애플리케이션이 실행될 수 있으므로 공유 방식으로 GPU에 접근할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 스케줄링이 필요하다.

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