Novità di WebGPU (Chrome 121)

François Beaufort
François Beaufort
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Supporto di WebGPU su Android

Il team di Chrome è lieto di annunciare che WebGPU è ora abilitato per impostazione predefinita in Chrome 121 sui dispositivi con Android 12 e versioni successive basati su GPU Qualcomm e ARM.

Il supporto verrà esteso gradualmente a una gamma più ampia di dispositivi Android, inclusi quelli con Android 11 nel prossimo futuro. Questa espansione dipenderà da ulteriori test e ottimizzazioni per garantire un'esperienza senza interruzioni su una gamma più ampia di configurazioni hardware. Consulta il problema chromium:1497815.

Screenshot dell'esempio WebGPU in esecuzione su Chrome per Android.
Esempio di WebGPU in esecuzione su Chrome per Android.

Utilizzare DXC anziché FXC per la compilazione degli shader su Windows

Ora Chrome utilizza la potenza di DXC (DirectX Compiler) per compilare gli shader su macchine Windows D3D12 dotate di hardware grafico SM6+. In precedenza, WebGPU si basava su FXC (FX Compiler) per la compilazione degli shader su Windows. Sebbene fosse funzionale, FXC non disponeva del set di funzionalità e delle ottimizzazioni del rendimento presenti in DXC.

I test iniziali mostrano un aumento medio del 20% della velocità di compilazione degli shader di calcolo quando si utilizza DXC rispetto a FXC.

Query sui timestamp nei passaggi di calcolo e rendering

Le query timestamp consentono alle applicazioni WebGPU di misurare con precisione (fino al nanosecondo) il tempo necessario ai comandi GPU per eseguire i passaggi di calcolo e rendering. Vengono ampiamente utilizzati per ottenere informazioni sul rendimento e sul comportamento dei carichi di lavoro GPU.

Quando la funzionalità "timestamp-query" è disponibile in un GPUAdapter, ora puoi eseguire le seguenti operazioni:

Vedi l'esempio seguente e il problema alba: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();

A causa di problemi di attacco di temporizzazione, le query sui timestamp vengono quantizzate con una risoluzione di 100 microsecondi, il che offre un buon compromesso tra precisione e sicurezza. Nel browser Chrome, puoi disattivare la quantizzazione dei timestamp attivando il flag "Funzionalità per sviluppatori WebGPU" in chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features durante lo sviluppo dell'app. Per saperne di più, consulta la sezione Quantizzazione delle query timestamp.

Poiché le GPU potrebbero reimpostare occasionalmente il contatore dei timestamp, il che può comportare valori imprevisti come delta negativi tra i timestamp, ti consiglio di controllare le modifiche di git diff che aggiungono il supporto delle query sui timestamp al seguente esempio di Compute Boids.

Screenshot di un esempio di Compute Boids con query sul timestamp.
Esegui il calcolo di un esempio di Boids con query sul timestamp.

Punti di contatto predefiniti per i moduli shader

Per migliorare l'esperienza dello sviluppatore, ora puoi omettere entryPoint del modulo shader quando crei una pipeline di calcolo o di rendering. Se nel codice shader non viene trovato un punto di ingresso univoco per la fase dello shader, verrà attivato un GPUValidationError. Consulta l'esempio seguente e issue 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 }] },
});

Supporto di display-p3 come spazio colore GPUExternalTexture

Ora puoi impostare lo spazio colore di destinazione "display-p3" quando importi un GPUExternalTexture da video HDR con importExternalTexture(). Scopri come WebGPU gestisce gli spazi di colore. Vedi l'esempio seguente e il problema chromium:1330250.

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

Informazioni sugli heap di memoria

Per aiutarti ad anticipare le limitazioni di memoria durante l'allocazione di grandi quantità durante lo sviluppo dell'app, requestAdapterInfo() ora espone informazioni memoryHeaps come le dimensioni e il tipo di heap di memoria disponibili sull'adattatore. Questa funzionalità sperimentale è accessibile solo se il flag "Funzionalità per sviluppatori WebGPU" in chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features è attivato. Vedi l'esempio seguente e il problema 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)   { /* ... */ }
}
Screenshot di https://webgpureport.org con gli heap di memoria nelle informazioni sull'adattatore.
Heap di memoria delle informazioni sull'adattatore mostrate su https://webgpureport.org.

Aggiornamenti di Dawn

I metodi HasWGSLLanguageFeature e EnumerateWGSLLanguageFeatures in wgpu::Instance sono stati aggiunti per gestire le funzionalità linguistiche WGSL. Vedi il problema dawn:2260.

La funzionalità non standard wgpu::Feature::BufferMapExtendedUsages ti consente di creare un buffer della GPU con wgpu::BufferUsage::MapRead o wgpu::BufferUsage::MapWrite e qualsiasi altro wgpu::BufferUsage. Vedi l'esempio seguente e il problema 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);

Sono state documentate le seguenti funzionalità: Condivisione delle texture ANGLE, D3D11 multithread protetto, Sincronizzazione implicita del dispositivo, Formati delle texture Norm16, Query timestamp all'interno dei passaggi, Memoria locale di Pixel, Funzionalità shader e Formati multiplanari.

Il team di Chrome ha creato un repository GitHub ufficiale per Dawn.

Sono riportati solo alcuni dei punti salienti. Consulta l'elenco completo dei commit.

Novità di WebGPU

Un elenco di tutto ciò che è stato trattato nella serie Novità di 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