Der grafische Standard Vulkan 1.3 wurde veröffentlicht

Nach zwei Jahren Arbeit hat das Konsortium Khronos, das sich mit der Entwicklung grafischer Standards befasst, die Spezifikation Vulkan 1.3 veröffentlicht, die die API für den Zugriff auf grafische und rechnerische Fähigkeiten von GPUs definiert. Die neue Spezifikation umfasst die in zwei Jahren gesammelten Korrekturen und Erweiterungen. Es wird festgestellt, dass die Anforderungen der Spezifikation Vulkan 1.3 auf Grafikgeräte der Klasse OpenGL ES 3.1 ausgelegt sind, was die Unterstützung der neuen grafischen API auf allen GPUs, die Vulkan 1.2 unterstützen, ermöglichen wird. Das Vulkan SDK-Toolset wird für Mitte Februar geplant veröffentlicht. Neben der Hauptspezifikation werden zusätzliche Erweiterungen für mobile und Desktop-Geräte der Mittel- und Oberklasse angeboten, deren Unterstützung im Rahmen der Ausgabe „Vulkan Milestone“ erfolgen wird.

Gleichzeitig wurde ein Plan zur Implementierung der Unterstützung der neuen Spezifikation und zusätzlicher Erweiterungen in Grafikkarten und Gerätetreibern vorgestellt. Produkte mit Unterstützung für Vulkan 1.3 werden von den Unternehmen Intel, AMD, ARM und NVIDIA vorbereitet. So hat AMD angekündigt, bald die Unterstützung von Vulkan 1.3 in der Serie der AMD Radeon RX Vega-Grafikkarten sowie in allen Karten auf Basis der AMD RDNA-Architektur bereitzustellen. NVIDIA plant die Veröffentlichung von Treibern mit Unterstützung für Vulkan 1.3 für Linux und Windows. ARM wird die Unterstützung für Vulkan 1.3 in GPU Mali hinzufügen.

Hauptneuheiten:

• Die Unterstützung für vereinfachte Render-Pass-Übergänge (Streamlining Render Passes, VK_KHR_dynamic_rendering) wurde implementiert, die es ermöglichen, das Rendering zu beginnen, ohne Render-Pass und Framebuffer-Objekte zu erstellen.
• Neue Erweiterungen wurden hinzugefügt, um die Verwaltung der Kompilierung des Grafik-Pipelines (Pipeline, eine Reihe von Operationen, die vektorbasierte grafische Primitiven und Texturen in eine pixelbasierte Darstellung umwandeln) zu vereinfachen.
  • VK_EXT_extended_dynamic_state, VK_EXT_extended_dynamic_state2 – fügen zusätzliche dynamische Zustände hinzu, um die Anzahl der kompilierten und angehängten Zustand-Objekte zu reduzieren.
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control – bietet erweiterte Werkzeuge für die Verwaltung, wann und wie Pipelines kompiliert werden.
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback – liefert Informationen über kompilierte Pipelines zur Vereinfachung des Profilings und Debuggings.
• Eine Reihe von Optionen wurden von optional auf obligatorisch umgestellt. Beispielsweise sind nun die Implementierung von Pufferadressen (VK_KHR_buffer_device_address) und das Vulkan-Speichermodell, das definiert, wie parallel ausgeführte Threads auf gemeinsam genutzte Daten und Synchronisationsoperationen zugreifen können, verpflichtend.
• Es wurden Mittel zur genauen Steuerung von Untergruppen (VK_EXT_subgroup_size_control) bereitgestellt, mit denen Hersteller die Unterstützung mehrerer Untergruppengrößen anbieten können, während Entwickler die erforderliche Größe auswählen können.
• Die Erweiterung VK_KHR_shader_integer_dot_product wurde bereitgestellt, die zur Optimierung der Leistung von Machine-Learning-Frameworks mithilfe der Hardwarebeschleunigung von Skalarproduktoperationen verwendet werden kann.
• Insgesamt sind 23 neue Erweiterungen enthalten:
  • 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
• Ein neuer Objekttyp VkPrivateDataSlot wurde hinzugefügt. Es wurden 37 neue Befehle und über 60 Strukturen implementiert.
• Die Spezifikation von SPIR-V 1.6 wurde aktualisiert, die eine plattformunabhängige Zwischenrepräsentation von Shadern definiert, die sowohl für Grafik- als auch für parallele Berechnungen verwendet werden kann. SPIR-V sieht die Bereitstellung einer separaten Phase für die Kompilierung von Shadern in eine Zwischenrepräsentation vor, was die Erstellung von Frontends für verschiedene Hochsprachen ermöglicht. Basierend auf verschiedenen Hochimplementierungen wird ein einheitlicher Zwischencode generiert, der von OpenGL-, Vulkan- und OpenCL-Treibern ohne eingebauten Shader-Compiler verwendet werden kann.
• Es wurde das Konzept von Kompatibilitätsprofilen vorgeschlagen. Google hat das Basisprofil (baseline profile) für die Android-Plattform erstellt, um die Bestimmung des Unterstützungsniveaus erweiterter Vulkan-Funktionalitäten zu erleichtern, die über die Vulkan 1.0-Spezifikation hinausgehen. Für die meisten Geräte kann die Unterstützung des Profils ohne OTA-Updates gewährleistet werden.

Wir erinnern daran, dass die Vulkan-API durch die radikale Vereinfachung von Treibern, die Auslagerung der GPU-Befehlsgenerierung auf die Anwendungsseite, die Möglichkeit zur Einbindung von Debugging-Schichten, die Vereinheitlichung der API für verschiedene Plattformen und die Verwendung von vorcompilierter, zwischenzeitlicher Code-Darstellung zur Ausführung auf der GPU bemerkenswert ist. Um eine hohe Leistung und Vorhersagbarkeit zu gewährleisten, bietet Vulkan den Anwendungen Mittel zur direkten Steuerung von GPU-Operationen und unterstützt eingebautes Multithreading für GPU-Befehle, was die vom Treiber verursachten Overheads minimiert und die im Treiber realisierbaren Fähigkeiten deutlich vereinfacht und vorhersehbarer macht. Beispielsweise sind solche Operationen wie das Speichermanagement und die Fehlerverarbeitung, die in OpenGL auf der Treiberseite realisiert sind, in Vulkan auf die Anwendungs-Ebene verlagert worden.

Vulkan deckt alle verfügbaren Plattformen ab und bietet eine einheitliche API für Desktop-, mobile Systeme und das Web, sodass ein gemeinsamer API für verschiedene Grafikkarten und Anwendungsbereiche genutzt werden kann. Dank der mehrschichtigen Architektur von Vulkan, die die Erstellung von Tools umfasst, die mit beliebigen GPUs arbeiten, können Hardware-Hersteller bei der Entwicklung Standard-Tools zur Codeüberprüfung, Debugging und Profiling verwenden. Für die Erstellung von Shadern wird das neue portable Intermediate Representation SPIR-V angeboten, das auf LLVM basiert und grundlegende Technologien mit OpenCL teilt. Zur Verwaltung von Geräten und Bildschirmen bietet Vulkan die WSI (Window System Integration) Schnittstelle, die ungefähr die gleichen Aufgaben wie EGL in OpenGL ES erfüllt. Die Unterstützung von WSI ist standardmäßig in Wayland verfügbar – alle Anwendungen, die Vulkan verwenden, können in unmodifizierten Umgebungen gestartet werden. Server Wayland. Eine Unterstützung über WSI wird auch für Android, X11 (mit DRI3), Windows, Tizen, macOS und iOS bereitgestellt.

Quelle: opennet.ru