Avaldati graafiline standard Vulkan 1.3

Pärast kaheaastast tööd avaldas Khronose konsortsium, mis tegeleb graafikastandardite väljatöötamisega, Vulkan 1.3 spetsifikatsiooni, mis määratleb API GPU graafika- ja arvutusvõimele juurdepääsuks. Uus spetsifikatsioon sisaldab kahe aasta jooksul kogunenud parandusi ja laiendusi. Täheldatakse, et Vulkan 1.3 spetsifikatsiooni nõuded on suunatud avatud GL ES 3.1 klassi graafikaseadmetele, mis võimaldab toetada uut graafika API-d kõigis GPU-des, mis toetavad Vulkan 1.2. Vulkan SDK tööriistu plaanitakse avaldada veebruari keskpaiku. Peale põhi spetsifikatsiooni kavandatakse pakkuda täiendavaid laiendusi kesk- ja kõrgema klassi mobiil- ja lauaarvutiseadmete jaoks, mille toetamine toimub

Samaaegselt esitati plaan uue spetsifikatsiooni ja täiendavate laienduste toetuse rakendamiseks graafikakaartides ja seadme draiverites. Tooteid, mis toetavad Vulkan 1.3, valmistavad välja Intel, AMD, ARM ja NVIDIA. Näiteks teatas AMD, et nad kavatsevad varsti pakkuda Vulkan 1.3 tuge AMD Radeon RX Vega seerias ja kõigis kaartides, mis põhinevad AMD RDNA arhitektuuril. NVIDIA valmistub avaldama draivereid, mis toetavad Vulkan 1.3 Linuxi ja Windowsi jaoks. ARM lisab Vulkan 1.3 toetuse Mali GPU-dele.

Peamised uuendused:

• Rakendatud on lihtsustatud renderdamisprotsesside toetamine (Streamlining Render Passes, VK_KHR_dynamic_rendering), mis võimaldavad alustada renderdamist ilma renderimispasse ja framebufferi objekte loomata.
• On lisatud uusi laiendusi, et lihtsustada graafikakonveieri (pipeline, operatsioonide kogum, mis muudab vektorgraafilised primitiivid ja tekstuurid piksliesitusse) kompileerimise haldamist.
  • VK_EXT_extended_dynamic_state, VK_EXT_extended_dynamic_state2 — lisavad täiendavaid dünaamilisi olekuid kompileeritavate ja kinnitatud olekute arvu vähendamiseks.
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control — pakub laienevaid tööriistu selle kohta, millal ja kuidas konveiere kompileerida.
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback — annab teavet kompileeritud konveieride kohta, et lihtsustada profiilimist ja tõrkeotsingut.
• Rida võimalusi on muudetud valikutest kohustuslikeks. Näiteks on kohustuslikuks muutunud vahemälureferentside (VK_KHR_buffer_device_address) ja Vulkan'i mälumudeli elluviimine, mis määratleb, kuidas samal ajal töötavad lõimud saavad ligipääsu jagatud andmetele ja sünkroniseerimisoperatsioonidele.
• Pakutakse täpset alamgruppide juhtimise tööriista (VK_EXT_subgroup_size_control), mille abil tootjad saavad pakkuda mitme alamgrupi suuruse toetust ning arendajad saavad valida vajalikku suurust.
• Esitatud on laiendus VK_KHR_shader_integer_dot_product, mida saab kasutada masinõppe raamistike töö optimeerimiseks, kasutades skalaarkorrutamise operatsioonide riistvaralist kiirendamist.
• Kokku on lisatud 23 uut laiendust:
  • 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
• Uus objektitüüp VkPrivateDataSlot on lisatud. Tehtud on 37 uut käsku ja üle 60 struktuuri.
• SPIR-V 1.6 spetsifikatsioon on uuendatud, määratledes universaalse vaheesituse shaderite jaoks, mida saab kasutada nii graafikas kui ka paralleelsete arvutuste jaoks. SPIR-V võimaldab eraldada shaderite kompileerimise faasi vaheesitlusele, mis võimaldab luua erinevate kõrgema taseme keelte jaoks frontend'e. Erinevate kõrgema taseme rakenduste põhjal genereeritakse ühtne vahekoodeks, mida saavad kasutada OpenGL, Vulkan ja OpenCL draiverid ilma sisseehitatud shaderite kompilaatorit kasutamata.
• Esitatud on ühilduvuse profiilide kontseptsioon. Esimese ettevõttena on Google valmistanud ette aluse profiili (baseline profile) Android platvormile, mis lihtsustab seadmes Vulkan'i laiendatud võimaluste toetuse taseme määratlemist, mis ületab Vulkan 1.0 spetsifikatsioon. Enamik seadmeid suudab seda profiili toetada ilma OTA värskendusi installimata.

Tuletame meelde, et Vulkan API eristub draiverite kardinaalse lihtsustamise, GPU käskude genereerimise rakenduse poolele viimise, silumiskihtide lisamise võimaluse, eri platvormide ühtlustamise ja GPU-l töötamiseks eelkompileeritud vahepealse koodi esitlemisega. Kõrge jõudluse ja ettearvatavuse tagamiseks annab Vulkan rakendustele vahendid GPU operatsioonide otseseks juhtimiseks ja toetab GPU käskude mitmeüleseelset töötlemist, minimeerides draiveri tekitatavaid kulusid, samas kui draiveri poolel rakendatavad funktsioonid lihtsustuvad ja muutuvad ettearvatavamaks. Näiteks sellised operatsioonid nagu mäluhalduse ja veateadete töötlemine, mis on OpenGL'is rakendatud draiveri poolel, on Vulkanis viidud rakenduse tasemele.

Vulkan katab kõik olemasolevad platvormid ja pakub ühtset API-d lauaarvutitele, mobiilsüsteemidele ja veebile, võimaldades kasutada ühte üldist API-d erinevate graafikakaartide ja rakendusalade jaoks. Vulkani mitmekihiline arhitektuur, mis näeb ette tööriistade loomise igasuguste GPU-dega, võimaldab riistvara tootjatel kasutada arendamisel standardseid tööriistu koodi kontrollimiseks, silumiseks ja profiilimisel. Šeiderite loomiseks pakutakse uut ülekantavat vahepealset esitamist SPIR-V, mis põhineb LLVM-l ja kasutab OpenCL-iga ühiseid põhitehnoloogiaid. Vulkan pakub seadmete ja ekraanide haldamiseks WSI (Window System Integration) liidese, mis lahendab sarnaseid ülesandeid, nagu EGL OpenGL ES-is. WSI tugi on vaikimisi saadaval Waylandis — kõik Vulkanit kasutavad rakendused saavad töötada muutmata keskkonnas. serverid Wayland. Samuti on WSI kaudu töötamise võimalus tagatud Androidi, X11 (koos DRI3), Windowsi, Tizeni, macOS-i ja iOS-i jaoks.

Allikas: opennet.ru