Nouveautés de WebGPU (Chrome 121)

François Beaufort
François Beaufort
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Compatibilité avec WebGPU sur Android

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

La prise en charge s'étend progressivement à un plus grand nombre d'appareils Android, y compris ceux fonctionnant sous Android 11 dans un avenir proche. Cette expansion dépendra de tests et d'optimisations supplémentaires afin de garantir une expérience fluide sur un plus large éventail 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 compiler le nuanceur sous Windows

Chrome exploite désormais la puissance de DXC (DirectX Compiler) pour compiler les nuanceurs sur les ordinateurs Windows D3D12 équipés de matériel graphique SM6+. Auparavant, WebGPU s'appuyait sur FXC (FX Compiler) pour compiler les nuanceurs sous Windows. Bien qu'il fonctionnait, FXC ne proposait pas l'ensemble des fonctionnalités et les optimisations des performances étaient présentes dans DXC.

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

Requêtes d'horodatage dans les passes de calcul et de rendu

Les requêtes d'horodatage permettent aux applications WebGPU de mesurer avec précision (à la nanoseconde près) le temps nécessaire à leurs commandes GPU pour exécuter les passes de calcul et de rendu. Ils sont très utilisés pour obtenir des insights sur les performances et le comportement des charges de travail des GPU.

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

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

Consultez l'exemple suivant et le problème 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 préoccupations liées aux attaques temporelles, les requêtes de code temporel sont quantifiées avec une résolution de 100 microsecondes, ce qui constitue un bon compromis entre précision et sécurité. Dans le navigateur Chrome, vous pouvez désactiver la quantification de code temporel en activant les fonctionnalités pour les développeurs WebGPU flag à chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features pendant le développement de votre application. Pour en savoir plus, consultez Quantification des requêtes d'horodatage.

Étant donné que les GPU peuvent parfois réinitialiser le compteur d'horodatage, ce qui peut entraîner des valeurs inattendues, comme des deltas négatifs entre les horodatages, je vous recommande de consulter les modifications de git diff qui permettent d'ajouter une prise en charge des requêtes d'horodatage à l'exemple Compute Boids suivant.

Capture d'écran de l'exemple de Boids Compute présentant une requête d'horodatage
Exemple de Boids de calcul avec une requête de code temporel.

Points d'entrée par défaut des modules de nuanceurs

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 n'est trouvé dans le code du nuanceur, une erreur 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 en tant qu'espace colorimétrique GPUExternalTexture

Vous pouvez désormais définir l'espace colorimétrique de destination "display-p3" lorsque vous importez un élément GPUExternalTexture à partir de vidéos HDR avec importExternalTexture(). Découvrez comment WebGPU gère les espaces de couleur. 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 lors de l'allocation de grandes quantités de mémoire pendant le développement de votre application, requestAdapterInfo() affiche 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 la section "Fonctionnalités pour les développeurs WebGPU" L'indicateur 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 présentant des tas de mémoire dans les informations sur l'adaptateur.
Tas de mémoire des informations sur l'adaptateur affichés sur https://webgpureport.org.

Actualités de l'aube

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

La fonctionnalité wgpu::Feature::BufferMapExtendedUsages non standard vous permet de créer un tampon 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, D3D11 multithread Protected, Implicit Device Synchronization, Norm16 Texture formats, Timestamp Query Inside Passes, Stockage local Pixel, Fonctionnalités du nuanceur et Formats multiplanaires.

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

Cette présentation ne porte que sur certains points clés. Consultez la liste exhaustive des commits.

Nouveautés de WebGPU

Liste de tous les sujets abordés dans la série Nouveautés de WebGPU

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