תקן גרפיקה Vulkan 1.3 פורסם

לאחר שנתיים של עבודה, קונסורציום תקני הגרפיקה Khronos פרסם את מפרט Vulkan 1.3, המגדיר API לגישה ליכולות הגרפיקה והמחשוב של GPUs. המפרט החדש משלב תיקונים והרחבות שנצברו במשך שנתיים. יצוין כי הדרישות של מפרט Vulkan 1.3 מיועדות לציוד גרפי מסוג OpenGL ES 3.1, מה שיבטיח תמיכה ב-API הגרפי החדש בכל ה-GPUs התומכים ב-Vulkan 1.2. הכלים של Vulkan SDK מתוכננים להתפרסם באמצע פברואר. בנוסף למפרט הראשי, מתוכנן להציע הרחבות נוספות למכשירים ניידים ושולחניים ברמה בינונית וגבוהה, אשר ייתמכו במסגרת מהדורת "וולקן מילסטון".

במקביל, מוצגת תוכנית ליישום תמיכה במפרט החדש והרחבות נוספות בכרטיסים גרפיים ובמנהלי התקנים. אינטל, AMD, ARM ו-NVIDIA מתכוננות לשחרר מוצרים התומכים בוולקן 1.3. כך למשל, AMD הודיעה כי תתמוך בקרוב ב-Vulkan 1.3 בסדרת כרטיסי המסך AMD Radeon RX Vega, וכן בכל הכרטיסים המבוססים על ארכיטקטורת AMD RDNA. NVIDIA מתכוננת לפרסם מנהלי התקנים עם תמיכה ב-Vulkan 1.3 עבור לינוקס ו-Windows. ARM תוסיף תמיכה ב-Vulkan 1.3 ל-Mali GPUs.

חידושים עיקריים:

• הוטמעה תמיכה במעברי רינדור פשוטים (Streamlining Render Passes, VK_KHR_dynamic_rendering), ומאפשרת לך להתחיל בעיבוד מבלי ליצור מעברי רינדור ואובייקטים של framebuffer.
• הרחבות חדשות נוספו כדי לפשט את הניהול של קומפילציה של צינורות גרפיים (pipeline, מערכת פעולות שהופכת פרימיטיביים ומרקמים של גרפיקה וקטורית לייצוגי פיקסלים).
  • VK_EXT_extended_dynamic_state, VK_EXT_extended_dynamic_state2 - הוסף מצבים דינמיים נוספים כדי לצמצם את מספר אובייקטי המצב המקושרים והמצורפים.
  • VK_EXT_pipeline_creation_cache_control - מספק בקרות מתקדמות על מתי ואיך צינורות מבוצעים.
  • VK_EXT_pipeline_creation_feedback - מספק מידע על צינורות הידור כדי להקל על יצירת פרופילים וניפוי באגים.
• מספר תכונות הועברו מאופציונלי לחובה. לדוגמה, היישום של הפניות למאגר (VK_KHR_buffer_device_address) ומודל הזיכרון של Vulkan, המגדיר כיצד חוטים במקביל יכולים לגשת לנתונים משותפים ולפעולות סנכרון, הם כעת חובה.
• בקרת תת-קבוצות מעודנת (VK_EXT_subgroup_size_control) מסופקת כך שספקים יכולים לספק תמיכה עבור מספר גדלים של תת-קבוצות ומפתחים יכולים לבחור את הגודל שהם דורשים.
• סופק תוסף VK_KHR_shader_integer_dot_product, שניתן להשתמש בו כדי לייעל את הביצועים של מסגרות למידת מכונה הודות להאצת חומרה של פעולות מוצר דוט.
• סה"כ 23 הרחבות חדשות כלולות:
  • VK_KHR_copy_commands2
  • VK_KHR_rendering_dynamic
  • 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_ פורמטים
  • VK_EXT_ מצב מורחב_דינמי
  • 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
• נוסף סוג אובייקט חדש VkPrivateDataSlot. יושמו 37 פקודות חדשות ויותר מ-60 מבנים.
• מפרט SPIR-V 1.6 עודכן כדי להגדיר ייצוג הצללה ביניים שהוא אוניברסלי עבור כל הפלטפורמות וניתן להשתמש בו הן עבור גרפיקה והן עבור מחשוב מקבילי. 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.
• הרעיון של פרופילי תאימות מוצע. גוגל היא הראשונה לשחרר פרופיל בסיס לפלטפורמת אנדרואיד, מה שיקל על קביעת רמת התמיכה ביכולות מתקדמות של Vulkan במכשיר מעבר למפרט Vulkan 1.0. עבור רוב המכשירים, ניתן לספק תמיכה בפרופיל מבלי להתקין עדכוני OTA.

נזכיר שה-Vulkan API בולט בפישוט הרדיקלי של מנהלי התקנים, העברת יצירת פקודות GPU לצד האפליקציה, היכולת לחבר שכבות באגים, איחוד ה-API לפלטפורמות שונות ושימוש ב-precompiled ייצוג ביניים 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 הנהג, מועברות לרמת האפליקציה בוולקן.

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