Чтобы переводить контент на ваш предпочитаемый язык, Google использует технологии на основе искусственного интеллекта. Переводы от ИИ могут содержать ошибки.

Что нового в WebGPU (Chrome 121)

François Beaufort

Поддержка WebGPU на устройствах Android

Команда Chrome рада сообщить, что WebGPU теперь включена по умолчанию в Chrome 121 на устройствах с Android 12 и более поздних версий, оснащенных графическими процессорами Qualcomm и ARM.

В ближайшем будущем мы планируем расширить поддержку и на другие устройства Android, в том числе с Android 11. Мы продолжим тестировать и оптимизировать функцию, чтобы она работала на большем количестве устройств. Подробнее о проблеме chromium:1497815…

Скриншот примера WebGPU, запущенного в Chrome для Android. — Пример WebGPU, запущенный в Chrome для Android.

Использовать DXC вместо FXC для компиляции шейдеров в Windows

Теперь Chrome использует возможности DXC (компилятора DirectX) для компиляции шейдеров на компьютерах с Windows D3D12, оснащенных графическим оборудованием SM6+. Ранее для компиляции шейдеров в WebGPU на Windows использовался FXC (FX Compiler). FXC работает, но в нем нет функций и оптимизаций, которые есть в DXC.

Первоначальное тестирование показало, что при использовании DXC скорость компиляции шейдеров вычислений в среднем на 20% выше, чем при использовании FXC.

Запросы временных меток в проходах вычислений и отрисовки

Запросы временных меток позволяют приложениям WebGPU с точностью до наносекунды измерять, сколько времени требуется для выполнения команд GPU при вычислениях и отрисовке. Они активно используются для получения информации об эффективности и поведении рабочих нагрузок ЦП.

Если в GPUAdapter доступна функция "timestamp-query", вы можете:

Запросите GPUDevice с помощью функции "timestamp-query".
Создай GPUQuerySet типа "timestamp".
Используйте GPUComputePassDescriptor.timestampWrites и GPURenderPassDescriptor.timestampWrites, чтобы указать, куда записывать значения временных меток в GPUQuerySet.
Преобразуйте значения временных меток в GPUBuffer с помощью resolveQuerySet().
Считайте значения временных меток, скопировав результаты из GPUBuffer в ЦП.
Декодируйте значения временных меток как BigInt64Array.

Ниже приведен пример с проблемой 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();

Из-за опасений по поводу атак по времени запросы временных меток квантуются с разрешением 100 микросекунд, что обеспечивает хороший баланс между точностью и безопасностью. В браузере Chrome можно отключить квантование временных меток, включив флаг "Функции разработчика WebGPU" по адресу chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features во время разработки приложения. Подробнее о квантовании запросов временных меток…

Поскольку графические процессоры иногда сбрасывают счетчик временных меток, что может привести к неожиданным значениям, например отрицательным дельтам между временными метками, рекомендую ознакомиться с изменениями в git diff, которые добавляют поддержку запросов временных меток в следующий пример Compute Boids.

Скриншот примера Compute Boids с запросом временной метки. — Пример вычисления стаи птиц с запросом временной метки

Точки входа в модули шейдеров по умолчанию

Чтобы упростить работу разработчиков, теперь при создании вычислительного или графического конвейера можно опускать entryPoint модуля шейдера. Если в коде шейдера не будет найдена уникальная точка входа для этапа шейдера, будет активирована ошибка GPUValidationError. Ознакомьтесь с примером ниже и проблемой 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 }] },
});

Поддержка display-p3 в качестве цветового пространства GPUExternalTexture

Теперь при импорте GPUExternalTexture из HDR-видео с помощью importExternalTexture() можно задать целевое цветовое пространство "display-p3". Узнайте, как WebGPU обрабатывает цветовые пространства. Ознакомьтесь с примером ниже и проблемой chromium:1330250.

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

Информация о кучах памяти

Чтобы помочь вам учитывать ограничения памяти при выделении больших объемов во время разработки приложения, requestAdapterInfo() теперь предоставляет информацию о memoryHeaps, например о размере и типе куч памяти, доступных на адаптере. Эта экспериментальная функция доступна только при включенном флаге "Функции разработчика WebGPU" на странице chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features. Ознакомьтесь с примером ниже и проблемой 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)   { /* ... */ }
}

Скриншот сайта https://webgpureport.org с информацией о кучах памяти в данных адаптера. — Информация о кучах памяти адаптера, показанная на сайте https://webgpureport.org.

Обновления на рассвете

В класс wgpu::Instance добавлены методы HasWGSLLanguageFeature и EnumerateWGSLLanguageFeatures для работы с функциями языка WGSL. См. проблему dawn:2260.

Нестандартная функция wgpu::Feature::BufferMapExtendedUsages позволяет создать буфер графического процессора с помощью wgpu::BufferUsage::MapRead или wgpu::BufferUsage::MapWrite и любого другого элемента wgpu::BufferUsage. Ознакомьтесь с примером ниже и проблемой 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);

Мы добавили документацию по следующим функциям: ANGLE Texture Sharing, D3D11 multithread protected, Implicit Device Synchronization, Norm16 texture formats, Timestamp Query Inside Passes, Pixel Local Storage, Shader Features и Multi Planar Formats.

Команда Chrome создала официальный репозиторий Dawn на GitHub.

Это лишь некоторые из основных изменений. Ознакомьтесь с полным списком коммитов.