Standardul grafic Vulkan 1.2 a fost publicat

Consorțiul Khronos, care dezvoltă standarde grafice,
a publicat specificație Vulkan 1.2, определяющую API для доступа к графическим и вычислительным возможностям GPU. Новая спецификация вобрала в себя накопившиеся за два года исправления и expansiune. Драйверы с поддержкой новой версии Vulkan уже eliberată компании Intel, AMD, ARM, Imagination Technologies и NVIDIA. В Mesa поддержка Vulkan 1.2 предложена для драйверов RADV (карты AMD) и ANV (Intel). Поддержка Vulkan 1.2 также реализована в отладчике RenderDoc 1.6, LunarG Vulkan SDK и наборе примеров Vulkan-Samples.

Principalul inovații:

• Доведена до готовности к повсеместному применению реализация языка программирования шейдеров HLSL, разработанного компанией Microsoft для DirectX. Поддержка HLSL в Vulkan даёт возможность использования одних HLSL-шейдеров в приложениях на базе Vulkan и DirectX, а также упрощает трансляцию из HLSL в SPIR-V. Для компиляции шейдеров предлагается использовать штатный компилятор
  DXC, который был открыт компанией Microsoft в 2017 году и базируется на технологии LLVM. Поддержка Vulkan реализована через отдельный бэкенд, позволяющий транслировать HLSL в промежуточное представление шейдеров SPIR-V. Реализация охватывает не только все встроенные возможности
  HLSL, включая математические типы, потоки управления, функции, множества, типы ресурсов, пространства имён, Shader Model 6.2, структуры и методы, но и позволяет использовать специфичные для Vulkan расширения, такие как VKRay от NVIDIA. В режиме HLSL поверх Vulkan удалось организовать работу таких игр, как Destiny 2, Red Dead Redemption II, Assassin’s Creed Odyssey и Tomb Raider.
  

• Обновлена спецификация SPIR-V 1.5, определяющая универсальное для всех платформ промежуточное представление шейдеров, которое может применяться как для графики, так и для параллельных вычислений.
  SPIR-V подразумевает выделение отдельной фазы компиляции шейдеров в промежуточное представление, что позволяет создавать фронтэнды для различных высокоуровневых языков. На основе различных высокоуровневых реализаций отдельно генерируется единый промежуточный код, который может использоваться драйверами OpenGL, Vulkan и OpenCL без применения встроенного компилятора шейдеров.
  

• В основной API Vulkan включены 23 расширения, позволившие увеличить производительность, повысить качество визуализации и упростить разработку. Среди добавленных расширений:
  • Хронологические семафоры (Timeline semaphore), унифицирующие синхронизации c хостом и очередями устройств (позволяют обойтись одним примитивом для всенаправленной синхронизации между устройством и хостом, без применения раздельных примитивов VkFence и VkSemaphore). Новые семафоры представлены монотонно увеличивающимся 64-разрядным значением, которое можно отслеживать и обновлять в нескольких потоках.
    

  • Возможность использования в шейдерах числовых типов с пониженной точностью;
  • Совместимый с HLSL вариант раскладки памяти;
  • Несвязанные ресурcы (bindless), снимающие ограничение на число доступных для шейдеров ресурсов за счёт использования общего виртуального пространства системной памяти и памяти GPU;
  • Формальная модель памяти, определяющая как параллельно выполняемые потоки могут обращаться к совместно используемым данным и операциям синхронизации;
  • Индексация дескрипторов для повторного использования дескрипторов раскладок в нескольких шейдерах;
  • Буферные ссылки.

  Полный список добавленных расширений:

  • 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_imageless_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_extended_types
  • VK_KHR_spirv_1_4
  • VK_KHR_timeline_semafor
  • 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
• adăugat более 50 новых структур и 13 функций;
• Подготовлены сокращённые варианты спецификации для типовых целевых платформ, упрощающие работу на платформах, для которых пока не поддерживаются все расширения, и позволяющие обойтись без выборочной активации базовых возможностей API Vulkan.
• Продолжена работа над проектом по обеспечению переносимости с другими графическими API. Например, в Vulkan предложены расширения, позволяющие транслировать OpenGL (Zink), OpenCL (clspv, clvk), OpenGL ES (GLOVE, Angle) и DirectX (DXVK, vkd3d) через API Vulkan, а также, наоборот, для обеспечения работы Vulkan на платформах без его родной поддержки (gfx-rs и Cenușă для работы поверх OpenGL и DirectX, MoltenVK и gfx-rs для работы поверх Metal).
  Для улучшения совместимости с DirectX и HLSL добавлены расширения
  VK_KHR_host_query_reset, VK_KHR_uniform_buffer_standard_layout, VK_EXT_scalar_block_layou, VK_KHR_separate_stencil_usage, VK_KHR_separate_depth_stencil_layouts, а также в SPIR-V реализованы специфичные возможности HLSL.

Из планов на будущее отмечается развитие расширений для машинного обучения, трассировки лучей, кодирования и декодирования видео, поддержки VRS (variable-rate shading) и Mesh-шейдеров.

Напомним, что API Vulkan remarcabil кардинальным упрощением драйверов, выносом генерации команд GPU на сторону приложения, возможностью подключения отладочных слоёв, унификацией API для различных платформ и применением предкомпилированного промежуточного представления кода для выполнения на стороне GPU. Для обеспечения высокой производительности и предсказуемости, Vulkan предоставляет приложениям средства для прямого управления операциями GPU и встроенную поддержку многопоточной обработки команд GPU, что минимизирует накладные расходы, вносимые драйвером, а реализуемые на стороне драйвера возможности заметно упрощаются и становятся более предсказуемыми. Например, такие операции, как управление памятью и обработка ошибок, реализуемые в OpenGL на стороне драйвера, в Vulkan вынесены на уровень приложения.

Vulkan se întinde pe toate platformele disponibile și oferă un singur API pentru desktop, mobil și web, permițând utilizarea unui singur API comun pe mai multe GPU-uri și aplicații. Datorită arhitecturii cu mai multe straturi a lui Vulkan, care înseamnă instrumente care funcționează cu orice GPU, OEM-urile pot folosi instrumente standard din industrie pentru revizuirea codului, depanare și profilare în timpul dezvoltării. Pentru crearea de shadere, este propusă o nouă reprezentare intermediară portabilă, SPIR-V, bazată pe LLVM și partajarea tehnologiilor de bază cu OpenCL. Pentru a controla dispozitivele și ecranele, Vulkan oferă interfața WSI (Window System Integration), care rezolvă aproximativ aceleași probleme ca EGL în OpenGL ES. Suportul WSI este disponibil imediat în Wayland - toate aplicațiile care folosesc Vulkan pot rula într-un mediu de servere Wayland nemodificate. Abilitatea de a lucra prin WSI este oferită și pentru Android, X11 (cu DRI3), Windows, Tizen, macOS și iOS.

Sursa: opennet.ru