Публикуван графичен стандарт Vulkan 1.3

След две години работа, консорциумът за графични стандарти Khronos публикува спецификацията Vulkan 1.3, която дефинира API за достъп до графичните и изчислителните възможности на GPU. Новата спецификация включва корекции и разширения, натрупани в продължение на две години. Отбелязва се, че изискванията на спецификацията Vulkan 1.3 са предназначени за графично оборудване от клас OpenGL ES 3.1, което ще осигури поддръжка за новия графичен API във всички графични процесори, които поддържат Vulkan 1.2. Инструментите на Vulkan SDK се планира да бъдат публикувани в средата на февруари. В допълнение към основната спецификация се планира да се предложат допълнителни разширения за мобилни и настолни устройства от среден и висок клас, които ще се поддържат като част от изданието „Vulkan Milestone“.

В същото време е представен план за внедряване на поддръжка за новата спецификация и допълнителни разширения в графичните карти и драйверите на устройства. Intel, AMD, ARM и NVIDIA се готвят да пуснат продукти, поддържащи Vulkan 1.3. Например, AMD обяви, че скоро ще поддържа Vulkan 1.3 в серията графични карти AMD Radeon RX Vega, както и във всички карти, базирани на архитектурата AMD RDNA. NVIDIA се готви да публикува драйвери с поддръжка на Vulkan 1.3 за Linux и Windows. ARM ще добави поддръжка за Vulkan 1.3 към Mali GPU.

Основни иновации:

• Въведена е поддръжка за опростени пропуски за изобразяване (Опростяване на пропуските за изобразяване, VK_KHR_dynamic_rendering), което ви позволява да започнете изобразяване, без да създавате пропуски за изобразяване и обекти на буфер за кадри.
• Добавени са нови разширения, за да се опрости управлението на компилирането на графичен тръбопровод (тръбопровод, набор от операции, които превръщат векторни графични примитиви и текстури в пикселни представяния).
  • VK_EXT_extended_dynamic_state, VK_EXT_extended_dynamic_state2 - добавете допълнителни динамични състояния, за да намалите броя на компилирани и прикачени обекти на състояние.
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control - Осигурява разширени контроли върху това кога и как се компилират тръбопроводите.
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback - Предоставя информация за компилирани конвейери, за да улесни профилирането и отстраняването на грешки.
• Редица функции са прехвърлени от незадължителни към задължителни. Например внедряването на буферни препратки (VK_KHR_buffer_device_address) и моделът на паметта Vulkan, който определя как едновременните нишки могат да имат достъп до споделени данни и операции за синхронизиране, вече са задължителни.
• Осигурен е фин контрол на подгрупи (VK_EXT_subgroup_size_control), така че доставчиците да могат да предоставят поддръжка за множество размери на подгрупи, а разработчиците да могат да избират размера, който изискват.
• Предоставено е разширението VK_KHR_shader_integer_dot_product, което може да се използва за оптимизиране на производителността на рамки за машинно обучение благодарение на хардуерното ускорение на операциите с точков продукт.
• Включени са общо 23 нови разширения:
  • VK_KHR_copy_commands2
  • VK_KHR_динамично_рендъриране
  • VK_KHR_format_feature_flags2
  • VK_KHR_поддръжка4
  • VK_KHR_shader_integer_dot_product
  • VK_KHR_shader_non_semantic_info
  • VK_KHR_shader_terminate_invocation
  • VK_KHR_синхронизация2
  • VK_KHR_zero_initialize_workgroup_memory
  • VK_EXT_4444_формати
  • VK_EXT_разширено_динамично_състояние
  • VK_EXT_extended_dynamic_state2
  • VK_EXT_изображение_робаст
  • VK_EXT_inline_uniform_block
  • VK_EXT_контрол на тръбопровод_създаване_кеш_
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback
  • VK_EXT_приватни_данни
  • VK_EXT_shader_demote_to_helper_invocation
  • VK_EXT_подгрупа_размер_контрол
  • VK_EXT_тексел_буфер_подравняване
  • VK_EXT_texture_compression_astc_hdr
  • VK_EXT_tooling_info
  • VK_EXT_ycbcr_2plane_444_formats
• Добавен е нов тип обект VkPrivateDataSlot. Внедрени са 37 нови команди и повече от 60 структури.
• Спецификацията SPIR-V 1.6 е актуализирана, за да дефинира междинно представяне на шейдър, 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.
• Предложена е концепцията за профили на съвместимост. Google е първият, който пусна основен профил за платформата Android, което ще улесни определянето на нивото на поддръжка за разширени възможности на Vulkan на устройство извън спецификацията Vulkan 1.0. За повечето устройства може да се осигури поддръжка на профили без инсталиране на OTA актуализации.

Нека припомним, че Vulkan API се отличава с радикалното си опростяване на драйверите, прехвърлянето на генерирането на GPU команди към страната на приложението, възможността за свързване на слоеве за отстраняване на грешки, унификацията на API за различни платформи и използването на предварително компилиран 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