Nouveautés de WebGPU (Chrome 121)

François Beaufort
François Beaufort
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Compatibilité avec WebGPU sur Android

L'équipe Chrome est heureuse de vous annoncer que WebGPU est désormais activé par défaut dans Chrome 121 sur les appareils équipés d'Android 12 ou version ultérieure et de GPU Qualcomm et ARM.

La compatibilité sera progressivement étendue à un plus grand nombre d'appareils Android, y compris ceux équipés d'Android 11 dans un avenir proche. Cette extension dépendra de tests et d'optimisations supplémentaires pour garantir une expérience fluide sur un plus grand nombre de configurations matérielles. Consultez le problème chromium:1497815.

Capture d'écran de l'exemple WebGPU exécuté sur Chrome pour Android.
Exemple WebGPU exécuté sur Chrome pour Android.

Utiliser DXC au lieu de FXC pour la compilation de nuanceurs sous Windows

Chrome utilise désormais la puissance de DXC (DirectX Compiler) pour compiler des nuanceurs sur des machines Windows D3D12 équipées de matériel graphique SM6+. Auparavant, WebGPU s'appuyait sur FXC (FX Compiler) pour la compilation de nuanceurs sous Windows. Bien que fonctionnel, FXC ne disposait pas de l'ensemble de fonctionnalités et des optimisations de performances de DXC.

Les premiers tests montrent une augmentation moyenne de 20% de la vitesse de compilation des nuanceurs de calcul avec DXC par rapport à FXC.

Requêtes de code temporel dans les passes de calcul et d'affichage

Les requêtes de code temporel permettent aux applications WebGPU de mesurer précisément (à la nanoseconde près) le temps que prennent leurs commandes GPU pour exécuter les passes de calcul et de rendu. Elles sont largement utilisées pour obtenir des insights sur les performances et le comportement des charges de travail GPU.

Lorsque la fonctionnalité "timestamp-query" est disponible dans un GPUAdapter, vous pouvez désormais effectuer les opérations suivantes:

  • Demandez une GPUDevice avec la fonctionnalité "timestamp-query".
  • Créez un GPUQuerySet de type "timestamp".
  • Utilisez GPUComputePassDescriptor.timestampWrites et GPURenderPassDescriptor.timestampWrites pour définir l'emplacement où écrire les valeurs de code temporel dans GPUQuerySet.
  • Résolvez les valeurs d'horodatage dans un GPUBuffer avec resolveQuerySet().
  • Lisez les valeurs de code temporel en copiant les résultats de GPUBuffer vers le processeur.
  • Décodez les valeurs de code temporel en tant que BigInt64Array.

Consultez l'exemple suivant et utilisez l'option dawn:1800.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (!adapter.features.has("timestamp-query")) {
  throw new Error("Timestamp query feature is not available");
}
// Explicitly request timestamp query feature.
const device = await adapter.requestDevice({
  requiredFeatures: ["timestamp-query"],
});
const commandEncoder = device.createCommandEncoder();

// Create a GPUQuerySet which holds 2 timestamp query results: one for the
// beginning and one for the end of compute pass execution.
const querySet = device.createQuerySet({ type: "timestamp", count: 2 });
const timestampWrites = {
  querySet,
  beginningOfPassWriteIndex: 0, // Write timestamp in index 0 when pass begins.
  endOfPassWriteIndex: 1, // Write timestamp in index 1 when pass ends.
};
const passEncoder = commandEncoder.beginComputePass({ timestampWrites });
// TODO: Set pipeline, bind group, and dispatch work to be performed.
passEncoder.end();

// Resolve timestamps in nanoseconds as a 64-bit unsigned integer into a GPUBuffer.
const size = 2 * BigInt64Array.BYTES_PER_ELEMENT;
const resolveBuffer = device.createBuffer({
  size,
  usage: GPUBufferUsage.QUERY_RESOLVE | GPUBufferUsage.COPY_SRC,
});
commandEncoder.resolveQuerySet(querySet, 0, 2, resolveBuffer, 0);

// Read GPUBuffer memory.
const resultBuffer = device.createBuffer({
  size,
  usage: GPUBufferUsage.COPY_DST | GPUBufferUsage.MAP_READ,
});
commandEncoder.copyBufferToBuffer(resolveBuffer, 0, resultBuffer, 0, size);

// Submit commands to the GPU.
device.queue.submit([commandEncoder.finish()]);

// Log compute pass duration in nanoseconds.
await resultBuffer.mapAsync(GPUMapMode.READ);
const times = new BigInt64Array(resultBuffer.getMappedRange());
console.log(`Compute pass duration: ${Number(times[1] - times[0])}ns`);
resultBuffer.unmap();

En raison des attaques par cassage de chiffrement, les requêtes de code temporel sont quantifiées avec une résolution de 100 microsecondes, ce qui offre un bon compromis entre précision et sécurité. Dans le navigateur Chrome, vous pouvez désactiver la quantification des codes temporels en activant le commutateur "WebGPU Developer Features" (Fonctionnalités de développement WebGPU) à chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features pendant le développement de votre application. Pour en savoir plus, consultez la section Quantification des requêtes de code temporel.

Comme les GPU peuvent parfois réinitialiser le compteur de code temporel, ce qui peut entraîner des valeurs inattendues telles que des deltas négatifs entre les codes temporels, nous vous recommandons de consulter les modifications de git diff qui ajoutent la prise en charge des requêtes de code temporel à l'exemple Compute Boids suivant.

Capture d'écran de l'exemple Compute Boids avec requête d'horodatage.
Exemple de calcul des boïds avec requête d'horodatage.

Points d'entrée par défaut vers les modules de nuanceur

Pour améliorer l'expérience des développeurs, vous pouvez désormais omettre le entryPoint de votre module de nuanceur lorsque vous créez un pipeline de calcul ou de rendu. Si aucun point d'entrée unique pour l'étape de nuanceur n'est trouvé dans le code du nuanceur, une exception GPUValidationError est déclenchée. Consultez l'exemple suivant et le problème dawn:2254.

const code = `
    @vertex fn vertexMain(@builtin(vertex_index) i : u32) ->
      @builtin(position) vec4f {
       const pos = array(vec2f(0, 1), vec2f(-1, -1), vec2f(1, -1));
       return vec4f(pos[i], 0, 1);
    }
    @fragment fn fragmentMain() -> @location(0) vec4f {
      return vec4f(1, 0, 0, 1);
    }`;
const module = myDevice.createShaderModule({ code });
const format = navigator.gpu.getPreferredCanvasFormat();
const pipeline = await myDevice.createRenderPipelineAsync({
  layout: "auto",
  vertex: { module, entryPoint: "vertexMain" },
  fragment: { module, entryPoint: "fragmentMain", targets: [{ format }] },
  vertex: { module },
  fragment: { module, targets: [{ format }] },
});

Prise en charge de display-p3 comme espace de couleurs GPUExternalTexture

Vous pouvez désormais définir l'espace colorimétrique de destination "display-p3" lorsque vous importez une GPUExternalTexture à partir de vidéos HDR avec importExternalTexture(). Découvrez comment WebGPU gère les espaces de couleurs. Consultez l'exemple suivant et le problème chromium:1330250.

// Create texture from HDR video.
const video = document.querySelector("video");
const texture = myDevice.importExternalTexture({
  source: video,
  colorSpace: "display-p3",
});

Informations sur les tas de mémoire

Pour vous aider à anticiper les limites de mémoire lorsque vous allouez de grandes quantités lors du développement de votre application, requestAdapterInfo() expose désormais des informations memoryHeaps telles que la taille et le type des tas de mémoire disponibles sur l'adaptateur. Cette fonctionnalité expérimentale n'est accessible que lorsque le flag "WebGPU Developer Features" (Fonctionnalités de développement WebGPU) à chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features est activé. Consultez l'exemple suivant et le problème dawn:2249.

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

for (const { size, properties } of adapterInfo.memoryHeaps) {
  console.log(size); // memory heap size in bytes
  if (properties & GPUHeapProperty.DEVICE_LOCAL)  { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_VISIBLE)  { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_COHERENT) { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_UNCACHED) { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_CACHED)   { /* ... */ }
}
Capture d'écran de https://webgpureport.org avec des tas de mémoire dans les informations de l'adaptateur.
Mémoires tampons d'informations de l'adaptateur affichées sur https://webgpureport.org.

Informations Dawn

Les méthodes HasWGSLLanguageFeature et EnumerateWGSLLanguageFeatures sur wgpu::Instance ont été ajoutées pour gérer les fonctionnalités de langage WGSL. Voir le problème dawn:2260.

La fonctionnalité wgpu::Feature::BufferMapExtendedUsages non standard vous permet de créer un tampon de GPU avec wgpu::BufferUsage::MapRead ou wgpu::BufferUsage::MapWrite et tout autre wgpu::BufferUsage. Consultez l'exemple suivant et le problème dawn:2204.

wgpu::BufferDescriptor descriptor = {
  .size = 128,
  .usage = wgpu::BufferUsage::MapWrite | wgpu::BufferUsage::Uniform
};
wgpu::Buffer uniformBuffer = device.CreateBuffer(&descriptor);

uniformBuffer.MapAsync(wgpu::MapMode::Write, 0, 128,
   [](WGPUBufferMapAsyncStatus status, void* userdata)
   {
      wgpu::Buffer* buffer = static_cast<wgpu::Buffer*>(userdata);
      memcpy(buffer->GetMappedRange(), data, sizeof(data));
   },
   &uniformBuffer);

Les fonctionnalités suivantes ont été documentées: partage de texture ANGLE, protection multithread D3D11, synchronisation implicite de l'appareil, formats de texture Norm16, requête de code temporel dans les passes, stockage local de pixels, fonctionnalités de nuanceur et formats multiplanaires.

L'équipe Chrome a créé un dépôt GitHub officiel pour Dawn.

Il ne s'agit là que de quelques-uns des points clés. Consultez la liste exhaustive des commits.

Nouveautés de WebGPU

Liste de tous les éléments abordés dans la série Nouveautés de WebGPU.

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