WebGPU (Chrome→120) में नया क्या है

François Beaufort
François Beaufort
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WGSL में 16-बिट फ़्लोटिंग-पॉइंट वैल्यू के लिए सहायता

WGSL में, f16 टाइप, IEEE-754 binary16 (हफ़्ते के हिसाब से सटीक) फ़ॉर्मैट की 16-बिट फ़्लोटिंग-पॉइंट वैल्यू का सेट है. इसका मतलब है कि यह फ़्लोटिंग-पॉइंट नंबर दिखाने के लिए 16 बिट का इस्तेमाल करता है, जबकि सामान्य सिंगल-प्रिसिज़न फ़्लोटिंग-पॉइंट (f32) के लिए 32 बिट का इस्तेमाल किया जाता है. छोटे साइज़ की वजह से, परफ़ॉर्मेंस में काफ़ी सुधार हो सकता है. खास तौर पर, ज़्यादा डेटा प्रोसेस करते समय.

तुलना के लिए, Apple M1 Pro डिवाइस पर, WebLLM चैट डेमो में इस्तेमाल किए गए Llama2 7B मॉडल को f16 लागू करने में, f32 को लागू करने के मुकाबले काफ़ी कम समय लगता है. साथ ही, प्रीफ़िल की स्पीड में 28% और डिकोड करने की स्पीड में 41% की बढ़ोतरी होती है. इसकी जानकारी यहां दिए गए स्क्रीनशॉट में दी गई है.

f32 और f16 Llama2 7B मॉडल के साथ WebLLM चैट डेमो का स्क्रीनशॉट.
Llama2 7B मॉडल के f32 (बाईं ओर) और f16 (दाईं ओर) के साथ WebLLM चैट डेमो.

सभी जीपीयू, 16-बिट फ़्लोटिंग-पॉइंट वैल्यू के साथ काम नहीं करते. जब GPUAdapter में "shader-f16" सुविधा उपलब्ध हो, तो इस सुविधा के साथ GPUDevice का अनुरोध किया जा सकता है. साथ ही, ऐसा WGSL शेडर मॉड्यूल बनाया जा सकता है जो आधी सटीक फ्लोटिंग-पॉइंट टाइप f16 का फ़ायदा लेता हो. WGSL शेडर मॉड्यूल में इस टाइप का इस्तेमाल सिर्फ़ तब किया जा सकता है, जब enable f16; के साथ f16 WGSL एक्सटेंशन चालू किया गया हो. ऐसा न करने पर, createShaderModule() पुष्टि करने से जुड़ी गड़बड़ी जनरेट करेगा. यहां दिया गया छोटा उदाहरण और issue dawn:1510 देखें.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (!adapter.features.has("shader-f16")) {
  throw new Error("16-bit floating-point value support is not available");
}
// Explicitly request 16-bit floating-point value support.
const device = await adapter.requestDevice({
  requiredFeatures: ["shader-f16"],
});

const code = `
  enable f16;

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    const c : vec3h = vec3<f16>(1.0h, 2.0h, 3.0h);
  }
`;

const shaderModule = device.createShaderModule({ code });
// Create a compute pipeline with this shader module
// and run the shader on the GPU...

"shader-f16" सुविधा के साथ काम करने के आधार पर, WGSL शेडर मॉड्यूल कोड में alias के साथ f16 और f32, दोनों टाइप का इस्तेमाल किया जा सकता है. इस बारे में नीचे दिए गए स्निपेट में बताया गया है.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const hasShaderF16 = adapter.features.has("shader-f16");

const device = await adapter.requestDevice({
  requiredFeatures: hasShaderF16 ? ["shader-f16"] : [],
});

const header = hasShaderF16
  ? `enable f16;
     alias min16float = f16;`
  : `alias min16float = f32;`;

const code = `
  ${header}

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    const c = vec3<min16float>(1.0, 2.0, 3.0);
  }
`;

अपनी सीमाओं को लांघना

सभी कलर अटैचमेंट में, रेंडर पाइपलाइन के आउटपुट डेटा के एक सैंपल (पिक्सल या सब-पिक्सल) को सेव करने के लिए, डिफ़ॉल्ट रूप से 32 बाइट की ज़रूरत होती है. अब maxColorAttachmentBytesPerSample की सीमा का इस्तेमाल करके, ज़्यादा से ज़्यादा 64 लोगों के लिए अनुरोध किया जा सकता है. यहां दिया गया उदाहरण देखें और issue dawn:2036 देखें.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();

if (adapter.limits.maxColorAttachmentBytesPerSample < 64) {
  // When the desired limit isn't supported, take action to either fall back to
  // a code path that does not require the higher limit or notify the user that
  // their device does not meet minimum requirements.
}

// Request highest limit of max color attachments bytes per sample.
const device = await adapter.requestDevice({
  requiredLimits: { maxColorAttachmentBytesPerSample: 64 },
});

सभी प्लैटफ़ॉर्म पर, इंटर-स्टेज कम्यूनिकेशन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली maxInterStageShaderVariables और maxInterStageShaderComponents की सीमाओं को बढ़ा दिया गया है. ज़्यादा जानकारी के लिए, issue dawn:1448 देखें.

हर शेडर स्टेज के लिए, स्टोरेज बफ़र के तौर पर काम करने वाले पाइपलाइन लेआउट में, बाइंड ग्रुप लेआउट की ज़्यादा से ज़्यादा संख्या डिफ़ॉल्ट रूप से आठ होती है. अब maxStorageBuffersPerShaderStage की सीमा का इस्तेमाल करके, 10 तक के अनुरोध किए जा सकते हैं. issue dawn:2159 देखें.

maxBindGroupsPlusVertexBuffers की नई सीमा जोड़ी गई है. इसमें एक साथ इस्तेमाल किए जाने वाले बाइंड ग्रुप और वर्टिक्स बफ़र स्लॉट की ज़्यादा से ज़्यादा संख्या शामिल होती है. इसमें सबसे ज़्यादा इंडेक्स के नीचे मौजूद खाली स्लॉट की गिनती भी की जाती है. इसकी डिफ़ॉल्ट वैल्यू 24 होती है. issue dawn:1849 देखें.

डेप्थ-स्टेंसिल स्टेटस में बदलाव

डेवलपर के अनुभव को बेहतर बनाने के लिए, अब डेप्थ-स्टेंसिल स्टेटस depthWriteEnabled और depthCompare एट्रिब्यूट की हमेशा ज़रूरत नहीं होती: depthWriteEnabled सिर्फ़ डेप्थ वाले फ़ॉर्मैट के लिए ज़रूरी है. अगर डेप्थ वाले फ़ॉर्मैट का इस्तेमाल नहीं किया जाता है, तो depthCompare की ज़रूरत नहीं होती. issue dawn:2132 देखें.

अडैप्टर की जानकारी से जुड़े अपडेट

जब उपयोगकर्ता ने chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features पर "WebGPU डेवलपर सुविधाएं" फ़्लैग चालू किया हो, तो अब requestAdapterInfo() को कॉल करने पर, अडैप्टर की जानकारी वाले स्टैंडर्ड type और backend एट्रिब्यूट के अलावा अन्य एट्रिब्यूट भी उपलब्ध होंगे. type "डिस्क्रेट जीपीयू", "इंटिग्रेटेड जीपीयू", "सीपीयू" या "जानकारी नहीं है" हो सकता है. backend, "WebGPU", "D3D11", "D3D12", "metal", "vulkan", "openGL", "openGLES" या "null" हो सकता है. issue dawn:2112 और issue dawn:2107 देखें.

https://webgpureport.org का स्क्रीनशॉट, जिसमें बैकएंड और अडैप्टर की जानकारी दिख रही है.
https://webgpureport.org पर दिखाया गया अडैप्टर की जानकारी का बैकएंड और टाइप.

requestAdapterInfo() में, unmaskHints सूची पैरामीटर को हटा दिया गया है. हालांकि, इसका इस्तेमाल करना ज़रूरी नहीं है. issue dawn:1427 देखें.

टाइमस्टैंप क्वेरी को क्वांटिज़ करना

टाइमस्टैंप क्वेरी की मदद से, ऐप्लिकेशन नैनोसेकंड के सटीक अंतराल के साथ, GPU निर्देशों के लागू होने में लगने वाले समय को मेज़र कर सकते हैं. हालांकि, WebGPU स्पेसिफ़िकेशन में टाइमस्टैंप क्वेरी को टाइमिंग अटैक की समस्याओं की वजह से वैकल्पिक बनाया गया है. Chrome की टीम का मानना है कि टाइमस्टैंप क्वेरी को क्वांटाइज़ करने से, सटीक जानकारी और सुरक्षा के बीच एक अच्छा समझौता होता है. इससे रिज़ॉल्यूशन को 100 माइक्रोसेकंड तक कम किया जा सकता है. issue dawn:1800 देखें.

Chrome में, उपयोगकर्ता chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features पर "WebGPU डेवलपर सुविधाएं" फ़्लैग को चालू करके, टाइमस्टैंप क्वांटिज़ेशन को बंद कर सकते हैं. ध्यान दें कि सिर्फ़ इस फ़्लैग से "timestamp-query" सुविधा चालू नहीं होती. इसे लागू करने की सुविधा अब भी एक्सपेरिमेंट के तौर पर उपलब्ध है. इसलिए, chrome://flags/#enable-unsafe-webgpu पर "असुरक्षित WebGPU की सहायता" फ़्लैग की ज़रूरत होती है.

Dawn में, "timestamp_quantization" नाम का एक नया डिवाइस टॉगल जोड़ा गया है. यह डिफ़ॉल्ट रूप से चालू होता है. नीचे दिए गए स्निपेट में, किसी डिवाइस का अनुरोध करते समय, टाइमस्टैंप को क्वांटिज़ किए बिना, एक्सपेरिमेंट के तौर पर उपलब्ध "टाइमस्टैंप-क्वेरी" सुविधा को अनुमति देने का तरीका बताया गया है.

wgpu::DawnTogglesDescriptor deviceTogglesDesc = {};

const char* allowUnsafeApisToggle = "allow_unsafe_apis";
deviceTogglesDesc.enabledToggles = &allowUnsafeApisToggle;
deviceTogglesDesc.enabledToggleCount = 1;

const char* timestampQuantizationToggle = "timestamp_quantization";
deviceTogglesDesc.disabledToggles = &timestampQuantizationToggle;
deviceTogglesDesc.disabledToggleCount = 1;

wgpu::DeviceDescriptor desc = {.nextInChain = &deviceTogglesDesc};

// Request a device with no timestamp quantization.
myAdapter.RequestDevice(&desc, myCallback, myUserData);

समय-समय पर साफ़-सफ़ाई करने की सुविधाएं

एक्सपेरिमेंट के तौर पर उपलब्ध "timestamp-query-inside-passes" सुविधा का नाम बदलकर "chromium-experimental-timestamp-query-inside-passes" कर दिया गया है. इससे डेवलपर को यह पता चल पाएगा कि यह सुविधा एक्सपेरिमेंट के तौर पर उपलब्ध है और फ़िलहाल, सिर्फ़ Chromium पर आधारित ब्राउज़र में काम करती है. issue dawn:1193 देखें.

एक्सपेरिमेंट के तौर पर उपलब्ध "pipeline-statistics-query" सुविधा को हटा दिया गया है. इसे सिर्फ़ कुछ हद तक लागू किया गया था. इसे हटाने की वजह यह है कि अब इसे डेवलप नहीं किया जा रहा है. issue chromium:1177506 देखें.

इसमें सिर्फ़ कुछ खास हाइलाइट शामिल हैं. कमिट की पूरी सूची देखें.

WebGPU में नया क्या है

WebGPU में नया क्या है सीरीज़ में शामिल सभी चीज़ों की सूची.

Chrome 131

Chrome 130

Chrome 129

Chrome 128

Chrome 127

Chrome 126

Chrome 125

Chrome 124

Chrome 123

Chrome 122

Chrome 121

Chrome 120

Chrome 119

Chrome 118

Chrome 117

Chrome 116

Chrome 115

Chrome 114

Chrome 113