CPU與GPU這兩個處理器不是同步運行的，當CPU要GPU畫第10個對象時，GPU可能還在畫第一個對象。CPU與GPU不同步現象與是否使用Shader無關，無論是否使用Shader，CPU與GPU都不會同步運行。

CPU調用Direct3D和OpenGL的繪圖函數來繪圖時，這些指定不會被GPU馬上運行，而是存放在某一塊內存中，這快內存稱為Command Buffer。GPU會一直從Command Buffer中取出CPU所指派的工作。當Command Buffer為空時，GPU就會閑下來。當Command Buffer被塞滿時，CPU就不能再下新的命令，這個時候若CPU繼續下命令，CPU就會被暫停，知道GPU處理并清除掉一些Command Buffer中的命令后，CPU才能繼續運行。

如果CPU和GPU是同步運行的，那就代表有很多時候需要把CPU暫停，等GPU畫完才能恢復CPU的運行。例如，如果CPU調用DrawPrimitive畫一萬個三角形，DrawPrimitive函數需要等GPU把這一萬個三角形全部畫完才會return。這樣CPU在DrawPrimitive運行結束前只是被暫停，沒做任何事，浪費了硬件的資源，有效率的做法是CPU調用DrawPrimitive時，DrawPrimitive函數只是把畫一萬個三角形的指令放在Command Buffer中，指令放好后立即return，讓CPU做其他的事情。只要Command Buffer夠大、CPU新增指令和GPU繪圖的速度配合好，CPU和GPU就可以同時完成各自的工作。

CPU和GPU的不同步現象對Shader的編寫事實上沒有太大影響，不過要了解這個問題。C++代碼在試圖改變顯示內存中的貼圖和頂點數據時，有可能這些數據正被GPU使用。這個時候強制更新的話，會得到錯誤的繪圖結果。如果要CPU暫停等到GPU更新完后更新數據，會拖慢程序的運行速度。有時我們會使用double buffer的方法，讓CPU和GPU不同時存取一塊內存。CPU更新buffer1的時候讓GPU讀取buffer2，下一個畫面是CPU更新buffer2，GPU讀取buffer1。雖然這樣會讓畫面顯示的數據慢一步，但是在視覺上沒有太大的影響。通常游戲的幀數是30到60，畫面反映慢一步，等于只是慢了1/30 - 1/60秒，幾乎不會感覺到。

----摘自《3D繪圖程序設計》