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WebGPU の新機能（Chrome 134）

François Beaufort

公開日: 2025 年 2 月 26 日

サブグループを使用して ML ワークロードを改善する

1 年間の開発とトライアルを経て、SIMD レベルの並列処理を可能にする WebGPU 機能のサブグループが利用可能になりました。これにより、ワークグループ内のスレッドが通信して、数値の合計の計算などの集合的な数学演算を実行できます。また、スレッド間のデータ共有に効率的な方法を提供します。元の提案と chromestatus エントリをご覧ください。

参考として、一部のデバイスでオリジントライアル中に、行列ベクトル乗算シェーダーのパックされた整数ドット積に対してサブグループをベンチマークしたところ、Google Meet で 2.3 ～ 2.9 倍の速度向上が見られました。

GPUAdapter で "subgroups" 機能が利用可能な場合は、この機能を含む GPUDevice をリクエストして、WGSL でサブグループのサポートを取得します。subgroupMinSize アダプタと subgroupMaxSize アダプタの情報値を確認すると便利です。たとえば、特定のサイズのサブグループを必要とするアルゴリズムがハードコードされている場合などです。

また、コンピューティングシェーダーとフラグメントシェーダーの両方のステージで次の組み込み値にアクセスするには、enable subgroups; を使用して WGSL コードでこの拡張機能を明示的に有効にする必要があります。

subgroup_invocation_id: サブグループ内のスレッドのインデックスの組み込み値。
subgroup_size: サブグループサイズアクセスの組み込み値。

多数のサブグループ組み込み関数（subgroupAdd()、subgroupBallot()、subgroupBroadcast()、subgroupShuffle() など）により、サブグループ内の呼び出し間の効率的な通信と計算が可能になります。これらのサブグループオペレーションは、単一命令複数スレッド（SIMT）オペレーションとして分類されます。また、呼び出しの quad で動作する quad 組み込み関数により、quad 内のデータ通信が容易になります。

"shader-f16" と "subgroups" の両方の特徴を持つ GPUDevice をリクエストする場合、サブグループで f16 値を使用できます。

次のサンプルは、サブグループを調べるための出発点として最適です。このサンプルは、subgroupExclusiveMul() 組み込み関数を使用して階乗を計算するシェーダーを示しています。このシェーダーは、中間結果を伝達するためにメモリの読み取りや書き込みを行いません。

ブレンド可能な float フィルタリング可能なテクスチャタイプのサポートを削除

"float32-blendable" 機能で 32 ビット浮動小数点テクスチャのブレンドが利用可能になったため、ブレンド可能な浮動小数点フィルタリング可能なテクスチャ型に対する誤ったサポートが削除されました。問題 364987733 をご覧ください。

Dawn のアップデート

Dawn で macOS 11 と iOS 14 が必要になり、Metal 2.3 以降のみがサポートされるようになりました。問題 381117827 をご覧ください。

wgpu::Instance の新しい GetWGSLLanguageFeatures() メソッドが EnumerateWGSLLanguageFeatures() に置き換わりました。問題 368672124 を参照してください。

次のバインディングタイプには Undefined 値があり、バインディングレイアウトのデフォルト値が変更されています。問題 377820810 をご覧ください。

wgpu::BufferBindingType::Undefined を Uniform に変更
wgpu::SamplerBindingType::Undefined を Filtering に変更
wgpu::TextureSampleType::Undefined を Float に変更
wgpu::StorageTextureAccess::Undefined は WriteOnly になりました

ここでは、主なハイライトの一部のみを取り上げます。コミットの一覧をご覧ください。