Консорциум Khronos, занятый разработкой графических стандартов, анонсировал Vulkan, новый высокоэффективный API для доступа к графическим и вычислительным возможностям GPU. Разработка Vulkan была инициирована в рамках инициативы OpenGL Next Generation, нацеленной на создание API, отвечающего требованиям современных реалий и устраняющего основные недостатки OpenGL, такие как усложнённость драйверов, встроенный компилятор шейдеров, неоптимальные механизмы обработки ошибок, раздельные API для десктоптов и мобильных систем. Vulkan примечателен кардинальным упрощением драйверов, выносом генерации команд GPU на сторону приложения, возможностью подключения отладочных слоёв, унификацией API для различных платформ и применением предкомпилированного промежуточного представления кода для выполнения на стороне GPU. Начальная версия спецификации и первые рабочие реализации нового API ожидаются в течение этого года.

Для обеспечения высокой производительности и предсказуемости, Vulkan предоставляет приложениям средства для прямого управления операциями GPU и встроенную поддержку многопоточной обработки команд GPU. Одной из основных проблем OpenGL является изначальная ориентация на фиксированный поток команд для одноядерных систем с минимальным доступом к состоянию GPU, что мешает использованию всего потенциала современных программируемых многоядерных графических процессоров. Vulkan подразумевает более активную прямую работу с GPU, минимизируя накладные расходы, вносимые драйвером. Реализуемые на стороне драйвера возможности заметно упрощаются и становятся более предсказуемыми. Например, такие операции, как управление памятью и обработка ошибок, реализуемые в OpenGL на стороне драйвера, в Vulkan вынесены на уровень приложения.

Vulkan охватывает все доступные платформы и предоставляет единый API для настольных, мобильных систем и Web, позволяя использовать один общий API для различных графических процессоров и областей применения. Современные GPU для настольных, встраиваемых и мобильных систем приблизились друг к другу по функциональности и внутренней архитектуре, что позволяет избавиться от устаревшей привязки к разным спецификациям (OpenGL, OpenGL ES). Благодаря многослойной архитектуре Vulkan, подразумевающей создание инструментов, работающих с любыми GPU, производители оборудования могут использовать при разработке типовые инструменты для проверки кода, отладки и профилирования.

Для создания шейдеров предлагается новое переносимое промежуточное представление SPIR-V, основанное на LLVM и использующее общие с OpenCL 2.1 базовые технологии. SPIR-V универсален для всех платформ и может применяться как для графики, так и для параллельных вычислений. SPIR-V подразумевает выделение отдельной фазы компиляции шейдеров в промежуточное представление, что позволяет создавать фронтэнды для различных высокоуровневых языков (в том числе доступны трансляторы для GLSL и OpenCL C). На основе различных высокоуровневых реализаций отдельно генерируется единый промежуточный код, который может использоваться драйверами Vulkan и OpenCL без применения встроенного компилятора шейдеров. Избавление драйвера от компилятора шейдеров существенно упрощает драйвер, ускоряет загрузку кода для GPU и делает драйвер независимым от высокоуровневых языков разработки программ для GPU. В будущем планируется создание инструментов для преобразования биткода LLVM в SPIR-V и наоборот.

Источник: http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=41773