WebGPU 新功能's (Chrome 約 121)

在 Android 上支援 WebGPU

Chrome 團隊很高興在此宣布，在搭載 Android 12 以上版本的裝置 (搭載 Android 12 以上版本) 中，WebGPU 現已預設啟用 (搭載 Qualcomm 和 ARM GPU)。

這項功能會逐步擴大支援範圍，在不久後將支援更多 Android 裝置，包括搭載 Android 11 的裝置。這項擴充功能將根據進一步的測試與最佳化調整，以確保各種硬體配置都能提供順暢的體驗。請參閱問題 chromium:1497815。

在 Windows 上使用 DXC (而非 FXC) 進行著色器編譯

Chrome 現在運用 DXC (DirectX 編譯器) 的強大功能，在配備 SM6 以上圖形硬體的 Windows D3D12 機器上編譯著色器。WebGPU 原先是依賴 FXC (FX 編譯器) 在 Windows 上進行著色器編譯。雖然可正常運作，但 FXC 缺乏 DXC 中的功能集和效能最佳化。

初始測試顯示，使用 DXC 時，運算著色器編譯速度平均可提高 20% (與 FXC 相比)。

運算和轉譯傳遞中的時間戳記查詢

時間戳記查詢可讓 WebGPU 應用程式準確測量 (最小單位為奈秒) 執行運算和算繪傳遞所需的時間。經常用於深入瞭解 GPU 工作負載的效能和行為。

當 GPUAdapter 提供 "timestamp-query" 功能時，您現在可以執行下列操作：

• 要求使用 "timestamp-query" 功能的 GPUDevice。
• 建立 "timestamp" 類型的 GPUQuerySet。
• 使用 GPUComputePassDescriptor.timestampWrites 和 GPURenderPassDescriptor.timestampWrites 定義在 GPUQuerySet 中寫入時間戳記值的位置。
• 使用 resolveQuerySet() 將時間戳記值解析為 GPUBuffer。
• 將 GPUBuffer 的結果複製到 CPU，將時間戳記值復原。
• 將時間戳記值解碼為 BigInt64Array。

請參考下列範例並發出 dawn:1800 問題。

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();

基於事時攻擊的考量，時間戳記查詢會以 100 微秒的解析度量化，在精確度與安全性之間有良好平衡。在 Chrome 瀏覽器中，您可以在開發應用程式時於 chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features 啟用「WebGPU 開發人員功能」旗標，藉此停用時間戳記量化功能。詳情請參閱「時間戳記查詢量化」。

GPU 偶爾可能會重設時間戳記計數器，這可能會導致非預期的值，例如時間戳記之間的負值差異，因此建議您查看 git diff changes，瞭解如何將時間戳記查詢支援加入以下的 Compute Boids 範例。

著色器模組的預設進入點

為提升開發人員體驗，您現在可以在建立運算或轉譯管道時省略著色器模組的 entryPoint。如果在著色器程式碼中找不到著色器階段的不重複進入點，就會觸發 GPUValidationError。請參考下列範例和 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 }] },
});

支援 display-p3 做為 GPUExternalTexture 色域

現在起，使用 importExternalTexture() 從 HDR 影片匯入 GPUExternalTexture 時，可以設定 "display-p3" 目的地色域。查看 WebGPU 如何處理色彩空間。請參閱以下範例並問題 chromium:1330250。

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

記憶體堆積資訊

為了協助您在應用程式開發期間分配大量數量時預測記憶體限制，requestAdapterInfo() 現在會顯示 memoryHeaps 資訊，例如轉接器上可用的記憶體堆積大小和類型。只有在 chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features 的「WebGPU 開發人員功能」旗標啟用時，才能使用這項實驗功能。請參閱以下範例和問題發生時間：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)   { /* ... */ }
}

黎明更新

新增了 wgpu::Instance 上的 HasWGSLLanguageFeature 和 EnumerateWGSLLanguageFeatures 方法以處理 WGSL 語言功能。請參閱問題 dawn:2260。

非標準 wgpu::Feature::BufferMapExtendedUsages 功能可讓您使用 wgpu::BufferUsage::MapRead、wgpu::BufferUsage::MapWrite 和任何其他 wgpu::BufferUsage 建立 GPU 緩衝區。請參考下列範例並發出 dawn:2204 問題。

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);

已記錄下列功能：ANGLE 紋理分享、D3D11 多執行緒保護、隱式裝置同步處理、Norm16 紋理格式、時間戳記查詢內部票證、Pixel 本機儲存空間、著色器功能和 著色器功能。

Chrome 團隊已打造 Dawn 的官方 GitHub 存放區。

這僅涵蓋部分重點功能。查看完整的修訂版本清單。

WebGPU 的新功能

「WebGPU 新功能」系列中已說明的所有功能清單。

Chrome 125

• 子群組 (開發中的功能)
• 算繪至 3D 紋理切片
• Dawn 最新消息

Chrome 124

• 唯讀和讀寫儲存空間紋理
• 服務工作人員與共用員工支援
• 新的轉接器資訊屬性
• 修正錯誤
• Dawn 最新消息

Chrome 123

• WGSL 中的 DP4a 內建函式支援
• WGSL 中的無限制指標參數
• WGSL 中反參照複合的語法糖
• 區分模板和深度面向的唯讀狀態
• Dawn 最新消息

Chrome 122

• 透過相容性模式擴大觸及範圍 (開發中的功能)
• 提高 maxVertexAttributes 限制
• Dawn 最新消息

Chrome 121

• 在 Android 上支援 WebGPU
• 在 Windows 上使用 DXC (而非 FXC) 進行著色器編譯
• 運算和轉譯傳遞中的時間戳記查詢
• 著色器模組的預設進入點
• 支援 display-p3 做為 GPUExternalTexture 色域
• 記憶體堆積資訊
• Dawn 最新消息

Chrome 120

• 支援 WGSL 中的 16 位元浮點值
• 挑戰極限
• 深度模板狀態變更
• 轉接程式資訊更新
• 時間戳記查詢量化
• 春季清潔功能

Chrome 119

• 可篩選的 32 位元浮點紋理
• unorm10-10-10-2 vertex 格式
• rgb10a2uint 紋理格式
• Dawn 最新消息

Chrome 118

• copyExternalImageToTexture() 中的 HTMLImageElement 和 ImageData 支援
• 讀寫和唯讀儲存空間紋理的實驗性支援
• Dawn 最新消息

Chrome 117

• 取消設定頂點緩衝區
• 取消設定繫結群組
• 裝置遺失時，避免建立非同步管道時發生錯誤
• SPIR-V 著色器模組建立作業更新
• 改善開發人員體驗
• 使用自動產生的版面配置快取管道
• Dawn 最新消息

Chrome 116

• WebCodecs 整合
• GPUAdapter requestDevice() 退回的裝置遺失
• 在呼叫 importExternalTexture() 的情況下，讓影片能夠流暢播放
• 規格符合程度
• 改善開發人員體驗
• Dawn 最新消息

Chrome 115

• 支援的 WGSL 語言擴充功能
• Direct3D 11 的實驗性支援
• 在 AC 電源上預設取得離散 GPU
• 改善開發人員體驗
• Dawn 最新消息

Chrome 114

• 最佳化 JavaScript
• 在未設定的畫布上 getCurrentTexture() 擲回 InvalidStateError
• WGSL 最新消息
• Dawn 最新消息

Chrome 113

• 在 importExternalTexture() 中使用 WebCodecs VideoFrame 來源