Публикуван графичен стандарт Vulkan 1.4

След почти три години работа консорциумът Khronos, който се занимава с разработването на графични стандарти, публикува спецификация Vulkan 1.4, определяща API за достъп до графичните и изчислителните възможности на GPU. Новата спецификация включва натрупаните разширения, които преди това бяха позиционирани като опционални, а също така предоставя редица нови възможности и повишава минималните изисквания за оборудването. Инструментариумът Vulkan SDK планира да бъде публикуван през януари 2025 година.

Продукти с поддръжка на Vulkan 1.4 се подготвят за пускане от компании AMD, Arm, Imagination, Intel, NVIDIA, Qualcomm и Samsung. Отворени драйвери за GPU AMD (radv), Apple M1/M2 (honeykrisp), Intel (anv), NVIDIA (nvk) и Qualcomm (tu), разработвани от проекта Mesa, вече преминаха всички тестове за съвместимост с Vulkan 1.4 от набора CTS (Khronos Conformance Test Suite) и са включени в списъка на сертифицираните драйвери. В списъка са включени и драйвери на Samsung и Qualcomm за платформата Android, както и драйвери за GPU PowerVR D-Series DXT* от компанията Imagination Technologies и проприетарни драйвери NVIDIA.

Основни нововъведения:

• Добавена поддръжка на механизма „Streaming Transfers“, предназначен за осигуряване на поточно предаване на големи обеми данни между основната система (хост) и графичното устройство, без да се прекъсва рендеринга и без да се забавя неговата производителност. Механизмът е реализиран с помощта на новото разширение VK_EXT_host_image_copy, чиято поддръжка е опционална.
• Преведени в разряд задължителни възможности, насочени към повишаване на производителността:
  • Push Descriptors — възможност за записване на актуализации на дескриптори директно в буфера с команди, вместо да се създават отделни комплекти дескриптори и да се свързват с буфера.
  • VK_KHR_dynamic_rendering_local_read — позволява да се извършва четене от вложени буфери (attachments) и ресурси, записани преди от фрагментни шейдъри в контекста на динамични проходи на рендеринг (render pass).
  • VK_EXT_scalar_block_layout — позволява използването на C-подобна структура за блокове SPIR-V, в която могат да се подравняват нескалярни типове на базата на размера на техните компоненти.
• В състава са включени разширения VK_KHR_maintenance5 и VK_KHR_maintenance6, предоставящи помощни команди и структури за опростяване на управлението на ресурсите и шейдърите.
• Гарантирана поддръжка на рендериране с резолюция 8K (7680 x 4320 пиксела) и с използване на до 8 независими буфера за рендериране.
• Включени разширения:
  • VK_KHR_global_priority
  • VK_KHR_index_type_uint8
  • VK_KHR_line_rasterization
  • VK_KHR_load_store_op_none
  • VK_KHR_map_memory2
  • VK_KHR_push_descriptor
  • VK_KHR_shader_expect_assume
  • VK_KHR_shader_float_controls2
  • VK_KHR_shader_subgroup_rotate
  • VK_KHR_vertex_attribute_divisor
  • VK_EXT_pipeline_protected_access
  • VK_EXT_pipeline_robustness
• Много възможности, които преди бяха опционални, са направени задължителни.
• Добавени са множество нови команди и структури.

API Vulkan се отличава с значително опростяване на драйверите, прехвърляне на генерирането на команди на GPU на страната на приложението, възможност за включване на отладъчни слоеве, унифициране на API за различни платформи и прилагане на предварително компилирано междинно представяне на код за изпълнение на страната на GPU.

За осигуряване на висока производителност и предсказуемост, Vulkan предоставя на приложенията средства за пряко управление на операциите на GPU и вградена поддръжка на многопоточна обработка на команди на GPU, което минимизира разходите, генерирани от драйвера, а реализираните от драйвера функционалности 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 прехвърлени на ниво приложение.

Vulkan обхваща всички налични платформи и предоставя единен API за настолни и мобилни системи и Web, позволявайки използването на един общ API за различни графични процесори и области на приложение. Благодарение на многослойната архитектура на Vulkan, предвиждаща създаването на инструменти, работещи с всякакви GPU, производителите на хардуер могат да използват стандартни инструменти за проверка на код, отстраняване на грешки и профилиране при разработката.

За създаване на шейдъри се предлага преносимо междинно представяне SPIR-V, базирано на LLVM и използващо общи с OpenCL основни технологии. С Vulkan може да се използва и езикът за шейдъри HLSL, който се прилага в DirectX, чрез неговата транслация в SPIR-V. За управление на устройства и екрани в Vulkan се предлага интерфейс WSI (Window System Integration), който решава приблизително същите задачи, както EGL в OpenGL ES. Поддръжката на WSI е налична в Wayland по подразбиране — всички приложения, използващи Vulkan, могат да бъдат стартирани в среда на немодифицирани. сървъри Поддръжката за работа чрез WSI е осигурена и за Android, X11 (с DRI3), Windows, Tizen, macOS и iOS.

Източник: opennet.ru