圖形標準Vulkan 1.2發布

發展圖形標準的 Khronos 聯盟，
опубликовал 規格 Vulkan 1.2，它定義了用於存取GPU的圖形和運算能力的API。新規範納入了兩年來累積的修正， 放大。支援新版本 Vulkan 的驅動程式已經 獲釋 英特爾公司、 AMD、ARM、Imagination Technologies 和 NVIDIA。 Mesa 為驅動程式提供 Vulkan 1.2 支持 RADV （AMD 卡）和 ANV （英特爾）。調試器中也實現了 Vulkan 1.2 支持 渲染文檔 1.6, LunarG Vulkan SDK 和一組例子 Vulkan-樣本.

主要的 創新:

• 帶給你 實作著色器程式語言直到準備好廣泛使用 HLSL，由 Microsoft 為 DirectX 開發。 Vulkan 中的 HLSL 支援使得可以在基於 Vulkan 和 DirectX 的應用程式中使用相同的 HLSL 著色器，並且還簡化了從 HLSL 到 SPIR-V 的轉換。要編譯著色器，建議使用標準編譯器
  DXC，由微軟於2017年開放，基於LLVM技術。 Vulkan 支援是透過單獨的後端實現的，它允許您將 HLSL 轉換為 SPIR-V 著色器的中間表示。實作不僅涵蓋所有內建功能
  HLSL，包括數學類型、控制流程、函數、集合、資源類型、命名空間、Shader Model 6.2、結構和方法，也允許使用 Vulkan 特定的擴展，例如 NVIDIA 的 VKRay。在 Vulkan 之上的 HLSL 模式下，可以組織《天命 2》、《荒野大鏢客：救贖 II》、《刺客教條：奧德賽》和《古墓奇兵》等遊戲的工作。
  

• 規格更新 SPIR-V 1.5，它定義了所有平台通用的著色器的中間表示，並且可用於圖形和平行計算。
  SPIR-V 涉及將單獨的著色器編譯階段分離為中間表示，這允許您為各種高階語言建立前端。基於各種高級實現，單獨產生單一中間程式碼，可供 OpenGL、Vulkan 和 OpenCL 驅動程式使用，而無需使用內建著色器編譯器。
  

• 核心 Vulkan API 包括 23 個擴展，可提高效能、提高渲染品質並簡化開發。新增的擴充包括：
  • 按時間順序的信號量 （時間軸訊號量），統一與主機和裝置佇列的同步（允許您使用一個原語在裝置和主機之間進行全向同步，而無需使用單獨的 VkFence 和 VkSemaphore 原語）。新信號量由單調遞增的 64 位元值表示，可以跨多個線程追蹤和更新。
    

  • 能夠在著色器中使用精度較低的數字類型；
  • HLSL 相容記憶體佈局選項；
  • 無綁定資源（bindless），透過使用系統記憶體和GPU記憶體的共享虛擬空間，消除了對著色器可用資源數量的限制；
  • 正式記憶模型，它定義了並發線程如何存取共享資料和同步操作；
  • 描述符索引 跨多個著色器重複使用佈局描述符；
  • 緩衝鏈結。

  新增的擴充功能的完整清單：

  • VK_KHR_8bit_存儲
  • 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_時間線_信號量
  • VK_KHR_uniform_buffer_standard_layout
  • VK_KHR_vulkan_memory_model
  • VK_EXT_描述符_索引
  • VK_EXT_host_query_reset
  • VK_EXT_sampler_filter_minmax
  • VK_EXT_標量_區塊_佈局
  • VK_EXT_separate_stencil_usage
  • VK_EXT_shader_viewport_index_layer
• 添加者 超過 50 個新結構和 13 個功能；
• 該規範的縮短版本已針對典型的目標平台準備好了，簡化了尚未支援所有擴展的平台上的工作，並且允許無需選擇性激活 Vulkan API 的基本功能。
• 該專案的工作仍在繼續，以確保與其他圖形 API 的可移植性。例如，Vulkan 提供了允許 OpenGL 轉換的擴充（辛克), OpenCL (類風濕病毒, 克拉夫克）、OpenGL ES（手套、角度）和 DirectX（DXVK, vkd3d）透過 Vulkan API，並且相反，使 Vulkan 能夠在沒有其本機支援的平台上工作（gfx-rs и 東邪西毒 用於在 OpenGL 和 DirectX 之上工作， MoltenVK 和 gfx-rs 用於在 Metal 上工作）。
  添加了擴充功能以提高與 DirectX 和 HLSL 的兼容性
  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_separate_stencil_usage、VK_KHR_separate_depth_stencil_layouts 與 SP

未來的計劃包括開發機器學習、光線追蹤、視訊編碼和解碼的擴展、支援 VRS（可變速率著色）和網格著色器。

回想一下 Vulkan API 卓越 從根本上簡化驅動程式、將 GPU 命令的產生移至應用程式端、連接偵錯層的能力、統一各種平台的 API 以及使用預編譯的中間程式碼表示在 GPU 端執行。為了確保高性能和可預測性，Vulkan 為應用程式提供了對GPU 操作的直接控制以及對GPU 多執行緒的本機支持，從而最大限度地減少了驅動程式開銷，並使驅動程式端功能更加簡單和可預測。例如，在驅動程式端以 OpenGL 實現的記憶體管理和錯誤處理等操作被移至 Vulkan 中的應用程式層級。

Vulkan 跨越所有可用平台，並為桌面、行動和 Web 提供單一 API，允許跨多個 GPU 和應用程式使用一個通用 API。 由於採用 Vulkan 的多層架構，這意味著工具可以與任何 GPU 配合使用，OEM 可以在開發過程中使用行業標準工具進行程式碼審查、調試和分析。 為了創建著色器，基於 LLVM 並與 OpenCL 共享核心技術，提出了一種新的便攜式中間表示 SPIR-V。 為了控制設備和螢幕，Vulkan 提供了 WSI（視窗系統整合）接口，它解決了與 OpenGL ES 中的 EGL 大致相同的問題。 Wayland 中開箱即用地提供 WSI 支援 - 所有使用 Vulkan 的應用程式都可以在未經修改的 Wayland 伺服器環境中運行。 Android、X11（含 DRI3）、Windows、Tizen、macOS 和 iOS 也可以透過 WSI 進行工作。

來源： opennet.ru