Публикуван графичен стандарт Vulkan 1.2

Консорциумът Khronos, който разработва графични стандарти,
опубликовал спецификация Вулкан 1.2, който дефинира API за достъп до графичните и изчислителните възможности на GPU. Новата спецификация включва корекции, натрупани в продължение на две години и експанзия. Вече има драйвери, поддържащи новата версия на Vulkan освободен компания Intel, AMD, ARM, Imagination Technologies и NVIDIA. Mesa предлага поддръжка на Vulkan 1.2 за драйвери RADV (AMD карти) и ANV (Intel). Поддръжката на Vulkan 1.2 също е внедрена в дебъгера RenderDoc 1.6, LunarG Vulkan SDK и набор от примери Вулкан-Проби.

Основната иновации:

• Донесено до вас внедряване на език за програмиране на шейдъри до готовност за широко използване HLSL, разработен от Microsoft за DirectX. Поддръжката на HLSL във Vulkan прави възможно използването на същите HLSL шейдъри в приложения, базирани на Vulkan и DirectX, и също така опростява превода от HLSL към SPIR-V. За компилиране на шейдъри се препоръчва да използвате стандартен компилатор
  DXC, който беше открит от Microsoft през 2017 г. и е базиран на технологията LLVM. Поддръжката на Vulkan се реализира чрез отделен бекенд, който ви позволява да преведете HLSL в междинно представяне на SPIR-V шейдъри. Внедряването обхваща не само всички вградени възможности
  HLSL, включително математически типове, контролни потоци, функции, набори, типове ресурси, пространства от имена, Shader Model 6.2, структури и методи, но също така позволява използването на специфични за Vulkan разширения като VKRay от NVIDIA. В режим HLSL на върха на Vulkan беше възможно да се организира работата на игри като Destiny 2, Red Dead Redemption II, Assassin's Creed Odyssey и Tomb Raider.
  

• Спецификацията е актуализирана SPIR-V 1.5, който дефинира междинно представяне на шейдъри, което е универсално за всички платформи и може да се използва както за графики, така и за паралелни изчисления.
  SPIR-V включва отделяне на отделна фаза на компилиране на шейдър в междинно представяне, което ви позволява да създавате интерфейси за различни езици на високо ниво. Въз основа на различни реализации на високо ниво отделно се генерира единичен междинен код, който може да се използва от OpenGL, Vulkan и OpenCL драйвери, без да се използва вграденият компилатор на шейдъри.
  

• Основният API на Vulkan включва 23 разширения, които повишават производителността, подобряват качеството на изобразяване и опростяват разработката. Сред добавените разширения:
  • Хронологични семафори (Семафор на времевата линия), обединяваща синхронизацията с опашките на хоста и устройството (позволявайки ви да използвате един примитив за многопосочна синхронизация между устройството и хоста, без да използвате отделни примитиви VkFence и VkSemaphore). Новите семафори са представени от монотонно нарастваща 64-битова стойност, която може да бъде проследена и актуализирана в множество нишки.
    

  • Възможност за използване на числови типове с намалена точност в шейдърите;
  • HLSL съвместима опция за оформление на паметта;
  • Необвързани ресурси (без обвързване), което премахва ограничението за броя на ресурсите, достъпни за шейдърите, като използва споделеното виртуално пространство на системната памет и GPU паметта;
  • Формален модел на паметта, което определя как едновременните нишки могат да имат достъп до споделени данни и операции за синхронизиране;
  • Индексиране на дескриптори за повторно използване на дескриптори на оформление в множество шейдъри;
  • Буферни връзки.

  Пълен списък с добавени разширения:

  • VK_KHR_8bit_storage
  • VK_KHR_buffer_device_address
  • VK_KHR_create_renderpass2
  • VK_KHR_depth_stencil_resolve
  • VK_KHR_draw_indirect_count
  • VK_KHR_driver_properties
  • VK_KHR_списък_формати_на_изображение
  • VK_KHR_imageless_framebuffer
  • VK_KHR_sampler_mirror_clamp_to_edge
  • VK_KHR_separate_depth_stencil_layouts
  • VK_KHR_shader_atomic_int64
  • VK_KHR_shader_float16_int8
  • VK_KHR_shader_float_controls
  • VK_KHR_shader_subgroup_extended_types
  • VK_KHR_spirv_1_4
  • VK_KHR_timeline_семафор
  • VK_KHR_uniform_buffer_standard_layout
  • VK_KHR_vulkan_memory_model
  • VK_EXT_descriptor_indexing
  • VK_EXT_host_query_reset
  • VK_EXT_sampler_filter_minmax
  • VK_EXT_scalar_block_layout
  • VK_EXT_separate_stencil_usage
  • VK_EXT_shader_viewport_index_layer
• Добавен повече от 50 нови структури и 13 функции;
• Съкратени версии на спецификацията са подготвени за типични целеви платформи, опростявайки работата на платформи, за които все още не се поддържат всички разширения, и позволявайки да се направи без селективно активиране на основните възможности на Vulkan API.
• Работата по проекта продължава, за да се осигури преносимост с други графични API. Например Vulkan предлага разширения, които позволяват OpenGL превод (Цинк), OpenCL (clspv, clvk), OpenGL ES (РЪКАВИЦА, Ъгъл) и DirectX (DXVK, vkd3d) чрез API на Vulkan, а също и обратно, за да позволи на Vulkan да работи на платформи без собствената си поддръжка (gfx-rs и Пепел за работа върху OpenGL и DirectX, MoltenVK и gfx-rs за работа върху Metal).
  Добавени са разширения за подобряване на съвместимостта с DirectX и HLSL
  VK_KHR_host_query_reset, VK_KHR_uniform_buffer_standard_layout, VK_EXT_scalar_block_layout, VK_KHR_separate_stencil_usage, VK_KHR_separate_depth_stencil_layouts и SPIR-V прилага специфични HLSL възможности.

Плановете за бъдещето включват разработването на разширения за машинно обучение, проследяване на лъчи, кодиране и декодиране на видео, поддръжка на VRS (засенчване с променлива скорост) и мрежови шейдъри.

Спомнете си, че API на Vulkan бележит радикално опростяване на драйверите, преместване на генерирането на GPU команди към страната на приложението, възможност за свързване на слоеве за отстраняване на грешки, унифициране на API за различни платформи и използване на предварително компилирано междинно представяне на код за изпълнение от страна на GPU. За да осигури висока производителност и предсказуемост, Vulkan предоставя на приложенията директен контрол върху GPU операциите и вградена поддръжка за GPU multi-threading, което минимизира натоварването на драйвера и прави възможностите от страна на драйвера много по-прости и предсказуеми. Например, операции като управление на паметта и обработка на грешки, реализирани в OpenGL от страна на драйвера, се преместват на ниво приложение във Vulkan.

Vulkan обхваща всички налични платформи и предоставя единен API за десктоп, мобилно устройство и уеб, което позволява един общ API да се използва в множество GPU и приложения. Благодарение на многослойната архитектура на Vulkan, което означава инструменти, които работят с всеки GPU, производителите на оригинално оборудване могат да използват стандартни за индустрията инструменти за преглед на код, отстраняване на грешки и профилиране по време на разработката. За създаване на шейдъри се предлага ново преносимо междинно представяне, SPIR-V, базирано на LLVM и споделящо основни технологии с OpenCL. За управление на устройства и екрани Vulkan предлага интерфейса WSI (Window System Integration), който решава приблизително същите проблеми като EGL в OpenGL ES. Поддръжката на WSI е налична веднага в Wayland - всички приложения, използващи Vulkan, могат да работят в среда на немодифицирани сървъри на Wayland. Възможността за работа през WSI е предвидена и за Android, X11 (с DRI3), Windows, Tizen, macOS и iOS.

Източник: opennet.ru