DirecX12 개인 메모 | D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT vs D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD

이 문서는 Direct3D 12에서 자주 사용되는 두 가지 힙 타입인 DEFAULT와 UPLOAD의 차이점과 사용 사례를 정리한 것입니다.

---

D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT ✅

개요

• *GPU 전용 메모리(VRAM)**에 위치한다.
• CPU에서는 직접 접근 불가능하다
• GPU가 접근할 때 가장 빠른 힙 타입

사용 용도

• 정점 버퍼(Vertex Buffer)
• 인덱스 버퍼(Index Buffer)
• 텍스처(Texture)
• 결과 출력 UAV 버퍼 등

특징

• 데이터를 직접 memcpy로 복사할 수 없다.
• 대신 UPLOAD 힙을 거쳐 CopyResource()나 UpdateSubresources() 등으로 복사해야 한다.

---

D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD ✅

개요

• *CPU에서 직접 접근 가능한 메모리(RAM)**에 위치한다.
• GPU도 접근할 수 있지만 성능은 낮다.
• 보통 자주 갱신되는 데이터용으로 사용한다.

사용 용도

• 상수 버퍼(Constant Buffer, CBV)
• CPU에서 정점 데이터를 작성할 경우
• 리소스 초기 업로드용 중간 버퍼

특징

• Map() 호출로 직접 포인터 얻어 memcpy() 가능하다.
• D3D12_RESOURCE_STATE_GENERIC_READ로 생성된다.
• GPU와 CPU가 동시에 읽기 가능하다.

---

비교 요약 📊

항목	D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT	D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD
위치	GPU 전용 메모리 (VRAM)	CPU 접근 가능 메모리 (RAM)
CPU 접근	❌ 불가능	✅ 가능 (Map)
GPU 접근 속도	🟢 매우 빠름	🟡 느림
주요 용도	렌더링용 리소스 저장	업로드/상수버퍼/초기화용
복사 방식	Upload Heap → CopyResource 등 필요	직접 memcpy 가능

---

실전 팁 🧠

상황	추천 힙 타입
정점 버퍼 등 렌더링용 고정 리소스	DEFAULT
상수 버퍼 (프레임마다 갱신)	UPLOAD
리소스 업로드용 중간 임시 버퍼	UPLOAD
텍스처/버퍼를 GPU 전용으로 최적화 저장	DEFAULT

---

결론 💬

• DEFAULT 힙은 GPU가 빠르게 사용할 수 있는 최종 목적지
• UPLOAD 힙은 CPU가 데이터를 작성하고 GPU에 전달할 때 중간 단계
• 대부분의 정점/인덱스/텍스처는 UPLOAD → DEFAULT 구조로 전송되며 이 방식이 권장된다.

---

UPLOAD HEAP → DEFAULT HEAP 과정 🚚

모델 정점(Vertex) 데이터나 인덱스 데이터와 같은 경우 업로드 힙을 거쳐서 디폴트 힙으로 옮겨진다.

1단계: UPLOAD_HEAP에 데이터 복사 (CPU → Upload Heap)

• 먼저 D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD 힙에 리소스를 생성하고,
• Map() 함수를 통해 CPU가 데이터를 직접 복사한다.
• 이 힙은 CPU 접근에 최적화되어 있어 초기 데이터 업로드에 사용된다.

2단계: DEFAULT_HEAP으로 복사 (Upload Heap → GPU VRAM)

• D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT 힙에 최종 리소스를 생성하고,
• UpdateSubresources() 또는 CopyBufferRegion()을 사용해 데이터를 복사한다.
• DEFAULT_HEAP은 GPU 전용 메모리이므로 직접 CPU 접근은 불가하지만, 성능이 뛰어나다다.

---

왜 이렇게 두 번 거치나?

Direct3D 12는 명시적 리소스 관리 API입니다. CPU와 GPU는 서로 다른 메모리 영역을 사용하기 때문에, CPU가 직접 DEFAULT_HEAP에 데이터를 쓸 수 없습니다.
따라서:

• UPLOAD_HEAP은 중간 버퍼 역할
• DEFAULT_HEAP은 렌더링에 사용되는 최종 버퍼

---

실제 코드 흐름 예시

// 1. Upload Heap (CPU 접근용) 버퍼 생성
CD3DX12_HEAP_PROPERTIES uploadHeapProps(D3D12_HEAP_TYPE_UPLOAD);
device->CreateCommittedResource(
    &uploadHeapProps,
    D3D12_HEAP_FLAG_NONE,
    &vertexBufferDesc,
    D3D12_RESOURCE_STATE_GENERIC_READ,
    nullptr,
    IID_PPV_ARGS(&uploadBuffer));

// Map 후 데이터 복사
void* mappedData = nullptr;
uploadBuffer->Map(0, nullptr, &mappedData);
memcpy(mappedData, vertexData, vertexBufferSize);
uploadBuffer->Unmap(0, nullptr);

// 2. Default Heap (GPU 전용) 버퍼 생성
CD3DX12_HEAP_PROPERTIES defaultHeapProps(D3D12_HEAP_TYPE_DEFAULT);
device->CreateCommittedResource(
    &defaultHeapProps,
    D3D12_HEAP_FLAG_NONE,
    &vertexBufferDesc,
    D3D12_RESOURCE_STATE_COPY_DEST,
    nullptr,
    IID_PPV_ARGS(&defaultBuffer));

// 복사 명령 기록
UpdateSubresources<1>(cmdList, defaultBuffer.Get(), uploadBuffer.Get(), 0, 0, 1, &vertexDataDesc);
cmdList->ResourceBarrier(1, &CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(
    defaultBuffer.Get(), D3D12_RESOURCE_STATE_COPY_DEST, D3D12_RESOURCE_STATE_VERTEX_AND_CONSTANT_BUFFER));

---

정리 ✅

단계	힙 타입	위치	목적
1	UPLOAD_HEAP	CPU 접근 메모리	데이터 작성 (CPU가 Map하여 복사)
2	DEFAULT_HEAP	GPU 전용 메모리	GPU에서 고속 접근을 위한 최종 리소스 저장