Novidades da WebGPU (Chrome 123)

François Beaufort
François Beaufort
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Suporte para funções integradas do DP4a na WGSL

DP4a (produto escalar com quatro elementos e acumulado) é um conjunto de instruções de GPU comumente usadas na inferência de aprendizado profundo para quantização. Ele executa com eficiência produtos de pontos inteiros de 8 bits para acelerar o cálculo desses modelos quantizados int8. Ela pode economizar (até 75%) de memória e largura de banda de rede e melhorar o desempenho de qualquer modelo de machine learning na inferência em comparação com a versão f32. Por isso, atualmente ele é muito usado em muitos frameworks de IA conhecidos.

Quando a extensão de linguagem da WGSL "packed_4x8_integer_dot_product" está presente em navigator.gpu.wgslLanguageFeatures, agora é possível usar escalares de números inteiros de 32 bits empacotando vetores de quatro componentes de números inteiros de 8 bits como entradas para as instruções do produto escalar no código do shader WGSL com as funções integradas dot4U8Packed e dot4I8Packed. Também é possível usar as instruções de empacotamento e descompactação com vetores de quatro componentes compactados de números inteiros de 8 bits com funções integradas da WGSL pack4xI8, pack4xU8, pack4xI8Clamp, pack4xU8Clamp, unpack4xI8 e unpack4xU8.

É recomendável usar uma requer-diretiva para sinalizar o potencial de não portabilidade com requires packed_4x8_integer_dot_product; na parte superior do código de sombreador da WGSL. Confira o exemplo a seguir e a tonalidade do problema:1497.

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("packed_4x8_integer_dot_product")) {
  throw new Error(`DP4a built-in functions are not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires packed_4x8_integer_dot_product;

  fn main() {
    const result: u32 = dot4U8Packed(0x01020304u, 0x02040405u); // 42
  }`,
});

Agradecimentos especiais à equipe de Web Graphics da Intel em Xangai por conduzir essa especificação e implementação até a conclusão!

Parâmetros de ponteiro irrestritos na WGSL

A extensão de linguagem da WGSL "unrestricted_pointer_parameters" reduz as restrições sobre quais ponteiros podem ser transmitidos para funções da WGSL:

  • Ponteiros de parâmetro de espaços de endereçamento storage, uniform e workgroup para funções declaradas pelo usuário.

  • Transmitir ponteiros para estruturar membros e elementos de matriz em funções declaradas pelo usuário.

Confira Ponteiros como parâmetros de função | Tour da WGSL para saber mais sobre ela.

Esse recurso pode ser detectado usando navigator.gpu.wgslLanguageFeatures. É recomendável sempre usar uma exige-diretiva para sinalizar o potencial de não portabilidade com requires unrestricted_pointer_parameters; na parte superior do código de sombreador da WGSL. Confira no exemplo a seguir as mudanças na especificação da WGSL e a tonalidade do problema:2053 (links em inglês).

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("unrestricted_pointer_parameters")) {
  throw new Error(`Unrestricted pointer parameters are not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires unrestricted_pointer_parameters;

  @group(0) @binding(0) var<storage, read_write> S : i32;

  fn func(pointer : ptr<storage, i32, read_write>) {
    *pointer = 42;
  }

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    func(&S);
  }`
});

Sintaxe de açúcar para desreferenciar compostos na WGSL

Quando a extensão de linguagem WGSL "pointer_composite_access" está presente em navigator.gpu.wgslLanguageFeatures, o código de shader da WGSL agora oferece suporte ao acesso a componentes de tipos de dados complexos usando a mesma sintaxe de ponto (.), seja trabalhando diretamente com os dados ou com um ponteiro para eles. Veja como funciona:

  • Se foo for um ponteiro: foo.bar é uma maneira mais conveniente de escrever (*foo).bar. O asterisco (*) normalmente é necessário para transformar o ponteiro em uma "referência" que pode ser desreferenciada, mas agora tanto ponteiros quanto referências são muito mais semelhantes e quase intercambiáveis.

  • Se foo não for um ponteiro: o operador de ponto (.) vai funcionar exatamente como você faz para acessar diretamente os membros.

Da mesma forma, se pa for um ponteiro que armazena o endereço inicial de uma matriz, o uso de pa[i] fornecerá acesso direto ao local da memória em que o elemento 'i'th dessa matriz está armazenado.

É recomendável usar uma requer-diretiva para sinalizar o potencial de não portabilidade com requires pointer_composite_access; na parte superior do código de sombreador da WGSL. Confira o exemplo a seguir e a tonalidade do problema:2113.

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("pointer_composite_access")) {
  throw new Error(`Pointer composite access is not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires pointer_composite_access;

  fn main() {
    var a = vec3f();
    let p : ptr<function, vec3f> = &a;
    let r1 = (*p).x; // always valid.
    let r2 = p.x; // requires pointer composite access.
  }`
});

Estado somente leitura separado para aspectos de estêncil e de profundidade

Antes, os anexos de estêncil de profundidade somente leitura nas passagens de renderização exigiam que os dois aspectos (profundidade e estêncil) fossem somente leitura. Essa limitação foi removida. Agora, é possível usar o aspecto de profundidade no modo somente leitura para rastreamento de sombra de contato, por exemplo, enquanto o buffer de estêncil é criado para identificar pixels para processamento adicional. Consulte o problema dawn:2146 (link em inglês).

Atualizações do amanhecer

O callback de erro não capturado definido com wgpuDeviceSetUncapturedErrorCallback() agora é chamado imediatamente quando o erro acontece. É isso que os desenvolvedores esperam e querem com frequência na depuração. Veja alterar dawn:173620.

O método wgpuSurfaceGetPreferredFormat() da API webgpu.h foi implementado. Consulte o problema dawn:1362 (link em inglês).

Isso cobre apenas alguns dos principais destaques. Confira a lista completa de confirmações (link em inglês).

Novidades da WebGPU

Uma lista de tudo o que foi abordado na série O que há de novo na WebGPU.

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