תקן גרפיקה Vulkan 1.2 פורסם

קונסורציום Khronos, המפתח סטנדרטים גרפיים,
פורסם מִפרָט וולקן 1.2, המגדיר API לגישה ליכולות הגרפיקה והמחשוב של ה-GPU. המפרט החדש משלב תיקונים שנצברו במשך שנתיים ו הרחבות. מנהלי התקנים התומכים בגרסה החדשה של Vulkan כבר נמצאים מְשׁוּחרָר חברת אינטל, AMD, ARM, Imagination Technologies ו NVIDIA. Mesa מציעה תמיכה ב-Vulkan 1.2 עבור מנהלי התקנים RADV (כרטיסי AMD) ו ANV (אינטל). תמיכה ב-Vulkan 1.2 מיושמת גם ב-debugger RenderDoc 1.6, LunarG Vulkan SDK ואוסף של דוגמאות וולקן-דגימות.

העיקרי חידושים:

• הובא אליך הטמעת שפת תכנות Shader עד שהיא מוכנה לשימוש נרחב HLSL, שפותחה על ידי Microsoft עבור DirectX. תמיכת HLSL ב-Vulkan מאפשרת להשתמש באותם הצללות HLSL באפליקציות המבוססות על Vulkan ו-DirectX, וגם מפשטת את התרגום מ-HLSL ל-SPIR-V. כדי להדר הצללות, מומלץ להשתמש במהדר סטנדרטי
  DXC, שנפתחה על ידי מיקרוסופט ב-2017 ומבוססת על טכנולוגיית LLVM. תמיכת Vulkan מיושמת באמצעות backend נפרד, המאפשר לך לתרגם HLSL לייצוג ביניים של הצללות SPIR-V. היישום מכסה לא רק את כל היכולות המובנות
  HLSL, כולל סוגים מתמטיים, זרימות בקרה, פונקציות, סטים, סוגי משאבים, מרחבי שמות, Shader Model 6.2, מבנים ושיטות, אך גם מאפשר שימוש בהרחבות ספציפיות לוולקן כגון VKRay מ-NVIDIA. במצב HLSL על גבי Vulkan, ניתן היה לארגן את עבודתם של משחקים כמו Destiny 2, Red Dead Redemption II, Assassin's Creed Odyssey ו-Tomb Raider.
  

• המפרט עודכן SPIR-V 1.5, המגדיר ייצוג ביניים של הצללות שהוא אוניברסלי עבור כל הפלטפורמות וניתן להשתמש בו גם לגרפיקה וגם למחשוב מקביל.
  SPIR-V כולל הפרדת שלב הידור הצללה נפרד לייצוג ביניים, המאפשר לך ליצור חזיתות לשפות שונות ברמה גבוהה. בהתבסס על יישומים שונים ברמה גבוהה, נוצר בנפרד קוד ביניים בודד, שיכול לשמש מנהלי התקנים של OpenGL, Vulkan ו-OpenCL מבלי להשתמש במהדר הצללה המובנה.
  

• הליבה של Vulkan API כוללת 23 הרחבות שמגבירות את הביצועים, משפרים את איכות העיבוד ומפשטות את הפיתוח. בין ההרחבות שנוספו:
  • סמפורות כרונולוגיות (סמפור ציר זמן), מאחד סנכרון עם תורי המארח והמכשיר (המאפשר לך להשתמש פרימיטיבי אחד לסנכרון כל-כיווני בין המכשיר למארח, מבלי להשתמש בפרימיטיבים נפרדים של VkFence ו-VkSemaphore). סמפורות חדשות מיוצגות על ידי ערך מונוטוני של 64 סיביות שניתן לעקוב ולעדכן על פני שרשורים מרובים.
    

  • יכולת להשתמש בסוגים מספריים עם דיוק מופחת בהצללות;
  • אפשרות פריסת זיכרון תואמת HLSL;
  • משאבים לא קשורים (ללא קשר), אשר מסיר את המגבלה על מספר המשאבים הזמינים ל-shaders על ידי שימוש במרחב הוירטואלי המשותף של זיכרון המערכת וזיכרון GPU;
  • מודל זיכרון פורמלי, המגדיר כיצד שרשורים במקביל יכולים לגשת לנתונים משותפים ולפעולות סנכרון;
  • אינדקס מתאר לעשות שימוש חוזר בתיאורי פריסה על פני הצללות מרובות;
  • קישורי מאגר.

  רשימה מלאה של תוספים שנוספו:

  • 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_image_format_list
  • VK_KHR_imeless_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_typed_types
  • VK_KHR_spirv_1_4
  • VK_KHR_timeline_semaphore
  • פריסת 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
• נוסף יותר מ-50 מבנים חדשים ו-13 פונקציות;
• גרסאות מקוצרות של המפרט הוכנו עבור פלטפורמות יעד טיפוסיות, מפשטות את העבודה על פלטפורמות שעדיין לא נתמכות להן כל ההרחבות, ומאפשרות אחת להסתדר ללא הפעלה סלקטיבית של היכולות הבסיסיות של Vulkan API.
• העבודה נמשכת על הפרויקט כדי להבטיח ניידות עם ממשקי API גרפיים אחרים. לדוגמה, Vulkan מציעה הרחבות המאפשרות תרגום OpenGL (אבץ), OpenCL (clspv, clvk), OpenGL ES (GLOVE, Angle) ו-DirectX (DXVK, vkd3d) דרך ה-API של Vulkan, וגם, להיפך, כדי לאפשר ל-Vulkan לעבוד על פלטפורמות ללא התמיכה המקורית שלו (gfx-rs и אפר לעבודה על גבי OpenGL ו-DirectX, MoltenVK ו-gfx-rs לעבוד על גבי Metal).
  נוספו הרחבות כדי לשפר את התאימות עם DirectX ו-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 ו-SPIR-V מיישמים יכולות HLSL ספציפיות.

התוכניות לעתיד כוללות פיתוח הרחבות ללמידת מכונה, מעקב אחר קרניים, קידוד ופענוח וידאו, תמיכה ב-VRS (הצללה בקצב משתנה) והצללות Mesh.

נזכיר שה-API של Vulkan ראוי לציון פישוט קיצוני של מנהלי התקנים, העברת יצירת פקודות GPU לצד האפליקציה, היכולת לחבר שכבות באגים, איחוד ה-API לפלטפורמות שונות ושימוש בייצוג ביניים מראש של קוד לביצוע בצד ה-GPU. כדי להבטיח ביצועים גבוהים ויכולת חיזוי, Vulkan מספקת ליישומים שליטה ישירה על פעולות GPU ותמיכה מקורית בריבוי הליכי GPU, מה שממזער את תקורה של מנהל ההתקן והופכת את יכולות צד הנהג לפשוטות וצפויות הרבה יותר. לדוגמה, פעולות כמו ניהול זיכרון וטיפול בשגיאות, המיושמות ב-OpenGL בצד הדרייבר, מועברות לרמת האפליקציה ב-Vulkan.

Vulkan משתרעת על כל הפלטפורמות הזמינות ומספקת API יחיד עבור שולחן העבודה, הנייד והאינטרנט, המאפשר להשתמש ב-API אחד משותף על פני מספר GPUs ויישומים. הודות לארכיטקטורה הרב-שכבתית של Vulkan, שמשמעותה כלים שעובדים עם כל GPU, יצרני OEM יכולים להשתמש בכלים סטנדרטיים בתעשייה עבור סקירת קוד, ניפוי באגים ופרופילים במהלך הפיתוח. ליצירת הצללות, מוצע ייצוג ביניים נייד חדש, SPIR-V, המבוסס על LLVM ושיתוף טכנולוגיות ליבה עם OpenCL. לשליטה במכשירים ובמסכים, Vulkan מציעה את ממשק WSI (Window System Integration), אשר פותר בערך את אותן בעיות כמו EGL ב-OpenGL ES. תמיכת WSI זמינה מהקופסה ב-Wayland - כל האפליקציות המשתמשות ב-Vulkan יכולות לפעול בסביבה של שרתי Wayland ללא שינוי. היכולת לעבוד באמצעות WSI מסופקת גם עבור אנדרואיד, X11 (עם DRI3), Windows, Tizen, macOS ו-iOS.

מקור: OpenNet.ru