Kromě efektivnějšího využití procesorového výkonu přinášejí DirectX 12 jednu podstatnou změnu i pro způsob zpracování kódu na úrovni grafického jádra. Zatímco DirectX 11 umožňuje zpracování pouze v jedné frontě, s DirectX 12 je možné fronty plánovat nezávisle, paralelně:

Tím je možné pod DirectX 12 dosáhnout vyššího výkonu (FPS) a snížit latence.

Doposud byly instrukce řazeny výlučně v tom pořadí, v jaké dorazily. Některé GPU umožňovaly do procesu zasahovat úpravou priority jednotlivých úloh, ale to nebylo ve všech případech přínosné - pokud docházelo k častému přepínání, přidávalo to další overhead, takže výsledkem mohlo být paradoxně snížení výkonu.

S asynchronními shadery existuje samostatná fronta pro grafiku, pro výpočty (těch může být více) a pro datové přesuny. Každá z nich může být plánována nezávisle na ostatních.

Grafické čipy postavené na architektuře GCN umožňují pracovat s vícero řídícími instrukcemi najednou, takže dokážou této výhody využít a zvýšit efektivitu zpracování kódu tam, kde dosud nebyla optimální. GCN k tomu využívá ACE (Asynchronous Compute Engine) bufferů, které mají přístup jak k L2 cache, tak k výpočetním jednotkách. Nejnovější modely GPU nesou 8 ACE jednotek, starší 2-4. Doposud bylo možné z důvodu limitace ze strany API využívat jen pro efektivnější řízení při výpočtech; teprve nejnovější API (DirectX 12, Mantle, Vulkan) umožňují tuto výhodu využít i v grafice.

AMD pro ilustraci možného výkonnostního nárůstu využila SDK ukázku LiquidVR. Tou ilustruje, že po zapnutí grafického post-processingu dochází k výraznému propadu ve výkonu (více než o třetinu), přičemž využití asynchronních shaderů umožňuje tento propad téměř setřít a dosáhnout FPS blízkých výsledku bez post-processingu. Konkrétně došlo k navýšení výkonu o 46 %. V reálných hrách budou rozdíly pravděpodobně nižší - bude záležet také na renderovacích technikách využitých danou aplikací.

b

Jednou z nejpodstatnějších výhod je podle AMD snížení latencí. Nízké latence jsou důležitým prvkem pro systémy virtuální reality, kde je klíčové minimalizovat dobu odezvy, která má zásadní vliv na výsledný dojem reality.

Asynchronní shader podporují grafické čipy Nvidie z poslední generace (Maxwell, tzn. GeForce GTX 960, 970, 980 a Titan X) a všechny samostatné i integrované Radeony s architekturou GCN, tzn. všechny čipy vydané od konce roku 2011: Radeon HD 7970 a novější, resp. Radeon HD 7730 a vyšší.