Microsoft将DriectX带到Windows Subsystem for Linux，AI应用直接获益

Microsoft在Build 2020开发者大会发表了支援Windows Subsystem for Linux 2的绘图处理器加速功能，透过半虚拟化的技术，让运作于Windows的Linux子系统也能直接存取显示卡的资源，并且能支援DirectML与NVIDIA CUDA等API，将能大幅提升AI运算效能。

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透过GPU虚拟化加速WSL2

Windows Subsystem for Linux（以下简称WSL）为能够在Windows作业系统原生执行Linux执行档（ELF格式）的相容层，可让开发人员接在Windows执行GNU/Linux环境中大部分的命令列工具、公用程式和应用程式，使用者也能将Linux容器部署于WSL并执行，简化了程式开发与测试流程，而Microsoft也推出了改善执行效能的WSL2。

在近期的Windows更新中，Microsoft花了许多心力于绘图处理器（Graphics Processing Unit，以下简称GPU）虚拟化，并在WDDM（Windows Display Driver Model）2.5版之后支援原生GPU虚拟化，并将WDDM GPU半虚拟化（WDDM GPU Paravirtualization，以下简称GPU-PV）技术应用于Windows沙盒、Hololens 2模拟器等情境，但目前技术限制仅能支援在Windows环境中执行的虚拟机器或容器等Windows客户机（Guest）。

为了能在WSL2中使用GPU加速功能，Microsoft在WDDM 2.9中将GPU-PV延伸至Linux客户机，并由Linux核心中的Dxgkrnl驱动程式，透过虚拟机器的VM Bus连接至Windows宿主机（Host），如此一来Linux环境下的使用者模式（User Mode）程式就能与实体GPU沟通并存取其资源。

WDDM 2.9还能支援多路GPU，让Linux程式得以存取所有GPU，同时它也没有设下任何权限限制，WSL2中的程式能与Windows宿主机动态调整共享GPU资源，如果只有Linux应用程式占用GPU，它甚至能享有全部资源。

▲ WDDM 2.9透过VM Bus让WSL2的程式能够透过Windows宿主机接触到实体GPU。

加速AI应用程式

Microsoft透过libd3d12.so与libdxcore.so函数库为WSL2提供完整的D3D12与DxCore功能，但因为WSL2没有图型化介面，仅提供命令列介面，虽然D3D12 API支援画面外绘图（Offscreen Rendering），但不支援可以将画面复制到萤幕的Swapchain，因此绘图功能的实用价值并不大。

值得注意的是，Microsoft为WSL2移植了许多AI、机器学习所需的API，首先D3D12中整合了DirectML，能针对机器学习运算的效能最佳化。至于Linux使用者比较常用的OpenGL、OpenCL、Vulkan等API部分，WSL2透过映射层（Mapping Layer）将OpenCL和OpenGL硬体加速功能架构于DirectX 12之上，来解决相容性问题，而Vulkan的相关细节将于未来公布。

而业界常见的NVIDIA CUDA加速，则能让程式透过Windows的WDDM GPU抽象层或Linux上的NVIDIA GPU抽象层与GPU沟通以相容CUDA-X函数库（libcuda.so），以达到相容cuDNN、cuBLAS、TensorRT等运算框架的效果。

▲ D3D12可以透过libd3d12.so与libdxcore.so函数库在WSL2环境运作。