缓冲区、结构化缓冲区和字节寻址缓冲区（以及它们的RW变体）之间是否存在性能差异？

Question

我尝试在各个网站上查找这个问题的答案，包括关于DirectX 11计算着色器类型的MS Docs文档；但是我没有找到任何提及这些缓冲区类型性能差异的内容。
它们在性能方面完全相同吗？
如果不是，那么在各种情况下使用每种缓冲区的最佳方式是什么？

- Dante Marshal

Answer 1

GPU/Driver组合会导致性能有所不同。

这里有一个项目，可以进行基准测试，其中线性/随机案例最有用。

如果要比较cbuffer访问与其他缓冲区访问的性能（在NVidia上，在进入昂贵的着色器之前常常需要执行缓冲区到cbuffer gpu复制），则常量访问也很有用。

https://github.com/sebbbi/perftest

请注意，不同的缓冲区（在d3d11领域）具有不同的限制，性能收益可能受到这些限制的影响。

• 结构化缓冲区不能作为顶点/索引缓冲区绑定。因此，如果您要使用它们，需要执行额外的复制。（对于顶点缓冲区，您只需从顶点ID中提取即可，这样做没有任何惩罚，索引缓冲区可以读取，但存在一些问题）。
• 字节地址允许以非结构化方式存储任何内容（只是一种基本指针）。读取仍按4字节（int大小）对齐。转换为float（读取）需要asfloat，从float（写入）需要asuint，但在驱动程序中，这通常是一个nop，因此没有性能影响。
• 字节地址（和类型化缓冲区）可用作索引缓冲区或顶点缓冲区。无需复制。
• 类型化缓冲区对互锁操作的支持不太好，在这种情况下，您需要使用结构化/字节地址缓冲区（请注意，如果需要，可以在小缓冲区上使用互锁，并在类型化缓冲区上执行读取/写入）。
• 如果有相同类型的元素数组（即使是float4x4），则使用字节地址可能更麻烦，因为需要编写相当数量的代码来获取，而使用StructuredBuffer<float4x4>则不需要。
• 结构化缓冲区允许您绑定“部分视图”。因此，即使您的缓冲区拥有2048个floats，您也可以绑定范围从4-456（它还允许您同时将500-600绑定为写入，因为它们不重叠）。
• 对于所有缓冲区，如果将它们用作只读，请勿将它们绑定为RW，这通常会有相当大的惩罚。

- mrvux

Answer 2

除了接受的答案之外，

结构化缓冲区中的元素如果未对齐到128位步长[大小为float4]，还会有性能损失。如果不对齐，则可能导致单个float4跨越缓存行，从而导致高达5％的性能损失。

解决此问题的示例是使用填充来重新对齐元素：

struct Foo
{
    float4 Position;
    float  Radius;
    float pad0;
    float pad1;
    float pad2;
    float4 Rotation;
};

这里是 NVIDIA 的一篇文章，详细介绍了结构化缓冲的性能

- Spencer Rose