Публикуван е графичният стандарт Vulkan 1.3

След два години работа консорциумът Khronos, който се занимава с разработката на графични стандарти, публикува спецификация Vulkan 1.3, която определя API за достъп до графичните и изчислителните възможности на GPU. Новата спецификация обединява натрупаните през последните две години корекции и разширения. Отбелязва се, че изискванията на спецификацията Vulkan 1.3 са насочени към графично оборудване от клас OpenGL ES 3.1, което ще осигури поддръжка на новия графичен API на всички GPU, които поддържат Vulkan 1.2. Инструментариумът Vulkan SDK се планира да бъде публикуван в средата на февруари. Освен основната спецификация, се планира да бъдат предложени допълнителни разширения за мобилни и настолни устройства от среден и висок клас, чиято поддръжка ще бъде реализирана в рамките на редакцията „Vulkan Milestone“.

В същото време беше представен план за реализиране на поддръжка на новата спецификация и допълнителни разширения в графичните платки и драйвери на устройствата. Продукти с поддръжка на Vulkan 1.3 се подготвят да бъдат пуснати от компаниите Intel, AMD, ARM и NVIDIA. Например, компанията AMD обяви, че скоро ще осигури поддръжка на Vulkan 1.3 в серията графични карти AMD Radeon RX Vega, а също така във всички карти на базата на архитектурата AMD RDNA. Компанията NVIDIA се подготвя да публикува драйвери с поддръжка на Vulkan 1.3 за Linux и Windows. Компанията ARM добавя поддръжка на Vulkan 1.3 в GPU Mali.

Основни нововъведения:

• Реализирана е поддръжка на опростени проходи за рендериране (Streamlining Render Passes, VK_KHR_dynamic_rendering), позволяващи започване на рендериране без създаване на проходи за рендериране и обекти на фреймбуфера.
• Добавени са нови разширения за опростяване на управлението на компилацията на графичния конвейер (pipeline, набор операции, превръщащи векторни графични примитиви и текстури в пикселно представяне).
  • VK_EXT_extended_dynamic_state, VK_EXT_extended_dynamic_state2 — добавят допълнителни динамични състояния за намаляване на броя на компилираните и прикрепени обекти на състоянието.
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control — предоставя разширени инструменти за управление на това кога и как да се компилират конвейерите.
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback — предоставя информация за компилираните конвейери за опростяване на профилирането и отстраняването на проблеми.
• Някои функции са преместени от опционални в задължителни. Например, задължителни вече са реализирането на буферни адреси (VK_KHR_buffer_device_address) и модел на паметта Vulkan, който определя как паралелно изпълнявани потоци могат да получават достъп до споделени данни и операции за синхронизация.
• Предоставени са средства за точно управление на подгрупи (VK_EXT_subgroup_size_control), чрез които производителите могат да предлагат поддръжка на различни размери на подгрупи, а разработчиците да избират необходимия размер.
• Предоставено е разширение VK_KHR_shader_integer_dot_product, което може да се използва за оптимизиране на работата на фреймворците за машинно обучение, благодарение на хардуерното ускорение на операциите със скаларно произведение.
• Общо в състава са включени 23 нови разширения:
  • VK_KHR_copy_commands2
  • VK_KHR_dynamic_rendering
  • VK_KHR_format_feature_flags2
  • VK_KHR_maintenance4
  • VK_KHR_shader_integer_dot_product
  • VK_KHR_shader_non_semantic_info
  • VK_KHR_shader_terminate_invocation
  • VK_KHR_synchronization2
  • VK_KHR_zero_initialize_workgroup_memory
  • VK_EXT_4444_formats
  • VK_EXT_extended_dynamic_state
  • VK_EXT_extended_dynamic_state2
  • VK_EXT_image_robustness
  • VK_EXT_inline_uniform_block
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback
  • VK_EXT_private_data
  • VK_EXT_shader_demote_to_helper_invocation
  • VK_EXT_subgroup_size_control
  • VK_EXT_texel_buffer_alignment
  • VK_EXT_texture_compression_astc_hdr
  • VK_EXT_tooling_info
  • VK_EXT_ycbcr_2plane_444_formats
• Добавен е нов тип обекти VkPrivateDataSlot. Реализирани са 37 нови команди и над 60 структури.
• Обновена е спецификацията SPIR-V 1.6, определяща универсално за всички платформи междинно представяне на шейдърите, което може да се прилага както за графика, така и за паралелни изчисления. SPIR-V предвижда отделна фаза на компилатор в междинно представяне на шейдърите, позволяваща създаването на фронтендове за различни високоуровневи езици. На базата на различни високоуровневи реализации отделно се генерира единно междинно код, който може да се използва от драйверите OpenGL, Vulkan и OpenCL без използването на вградени компилатори за шейдъри.
• Предложена е концепция за профили на съвместимост. Първата компания Google подготви основен профил (baseline profile) за платформата Android, който ще улесни определянето на нивото на поддръжка на разширените възможности на Vulkan, надхвърлящи спецификацията Vulkan 1.0. За повечето устройства поддръжката на профила ще може да бъде осигурена без инсталиране на OTA актуализации.

Напомняме, че API Vulkan се отличава с кардинално опростяване на драйверите, изместване на генерирането на GPU команди в приложението, възможност за свързване на отстраняващи грешки слоеве, унификация на API за различни платформи и прилагане на предварително компилирано междинно представяне на кода за изпълнение на GPU. За осигуряване на висока производителност и предсказуемост, Vulkan предоставя на приложенията средства за директно управление на операциите на GPU и вградена поддръжка на многопоточна обработка на GPU команди, което минимализира разходите, наложени от драйвера, а възможностите, реализирани настрана от драйвера, стават значително опростени и предсказуеми. Например, операции като управление на паметта и обработка на грешки, реализирани в OpenGL на страната на драйвера, в Vulkan са пренесени на ниво приложение.

Vulkan обхваща всички налични платформи и предоставя единен API за настолни, мобилни системи и Web, позволявайки използването на един общ API за различни графични процесори и области на приложение. Благодарение на многослойната архитектура на Vulkan, която предвижда създаване на инструменти, работещи с всякакви GPU, производителите на устройства могат да използват стандартни инструменти за проверка на код, отстраняване на грешки и профилиране. За създаване на шейдъри се предлага ново преносимо междинно представяне SPIR-V, основано на LLVM и използващо общи технологии с OpenCL. За управление на устройства и екрани в Vulkan е предвиден интерфейс WSI (Интеграция на системата за прозорци), който решава приблизително същите задачи като EGL в OpenGL ES. Поддръжката на WSI е налична по подразбиране в Wayland - всички приложения, използващи Vulkan, могат да бъдат стартирани в среда без модификации. сървъри Поддръжката за работа чрез WSI е осигурена и за Android, X11 (с DRI3), Windows, Tizen, macOS и iOS.

Източник: opennet.ru