Vulkan (API)

Vulkan

Informacja

Opracowany przez	Grupa Khronos
Pierwsza wersja	16 lutego 2016 r
Ostatnia wersja	1.2.176 (19 kwietnia 2021 r)
Kaucja	github.com/KhronosGroup/Vulkan-Headers
Napisane w	VS
System operacyjny	Linux , Android , Microsoft Windows i Stadia
Środowisko	Wieloplatformowy
Rodzaj	Interfejs programistyczny
Licencja	Licencja Apache w wersji 2.0
Stronie internetowej	www.khronos.org/vulkan

Chronologia wersji

OpenGL

Vulkan po raz pierwszy ogłoszony jako OpenGL Next to graficzny interfejs programistyczny oferowany przez konsorcjum Khronos Group . Jego celem jest długoterminowe zastąpienie OpenGL i jego pochodnych poprzez bardziej efektywne wykorzystanie nowoczesnych architektur komputerowych. 25 lat po stworzeniu OpenGL, ma na celu ujednolicenie wersji mobilnej ( OpenGL ES ) i desktopowej (OpenGL), działa natywnie na Microsoft Windows , GNU / Linux i Android, a także na MacOS i iOS poprzez inicjatywę przenoszenia (l ' API MoltenVK) na bazie metalu . Pierwsza wersja została wydana wluty 2016, obsługiwany między innymi przez AMD i Nvidię, i jest kompatybilny z każdym systemem obsługującym OpenGL ES 3.1.

Historyczny

Vulkan bazuje na pracy wykonanej przez AMD API Mantle  (in) , a wcześniej w Mesa 3D , przez Gallium3D (redukcja warstwy sterownika graficznego i bardziej bezpośrednie powiązanie z GPU i pamięcią). W szczególności jego moduł LLVMpipe , który umożliwia prekompilację w języku pośrednim i lepsze wykorzystanie wielordzeniowych architektur mikroprocesorów nowoczesnych architektur do renderowania 3D.

Twórcy darmowego sterownika Vulkan dla procesorów graficznych Intela opisują Vulkan jako „Gallium3D 2.0”. Język SPIR pierwotnie wykorzystujący LLVM , SPIR-V, który jest zmodyfikowaną wersją, pozwoli na implementację LLVM do jego interpretacji.

Duże postępy

Wśród zalet:

• Lepsze zarządzanie procesorem wieloprocesorowym , ponieważ różne procesory mogą wysyłać polecenia do wykonania równoległego;
• Uproszczony sterownik dający procesorowi większy dostęp do poleceń GPU i zarządzania pamięcią;
• Lepsze dostosowanie do platform mobilnych, w szczególności zarządzanie przypadkiem ujednoliconej pamięci i renderowanie, w którym każdy wątek jest dedykowany jednemu z prostokątów tworzących wyświetlacz (kafelkowanie).
• Język SPIR-V , który ułatwi pilotom pracę przy interpretacji shaderów .
• Uproszczenie sterowników i ujednolicony język powinny umożliwić twórcom aplikacji zmniejszenie trudności związanych z przenoszeniem sprzętu od jednego producenta do drugiego.
• Obliczenia niezwiązane z grafiką na GPU, takie jak OpenCL , które się powiodły .

Microsoft ze swojej strony wypuścił DirectX 12 , najnowszą generację swojego Graphics API, a Apple wypuścił jego Metal API . Obaj planują korzystać z tego samego niskiego poziomu dostępu do sprzętu i mobilności, co Mantle lub Vulkan, ale mają wadę polegającą na tym, że nie są wieloplatformowe .

Biorąc pod uwagę otwartość API, przenośność i wzrost wydajności, różni wydawcy gier ogłosili już wsparcie dla API przez ich silnik, jeszcze przed ostatecznymi specyfikacjami, takimi jak silnik Valve Source 2 .

Bezpłatna biblioteka GLOVE konwertuje wywołania OpenGL ES , glsl i EGL na wywołania Vulkan.

Darmowe sterowniki sprzętowej akceleracji 3D Mesa 3D dla GNU / Linux zawierają trzy sterowniki do konwersji różnych interfejsów API 3D do Vulkan, a tym samym czerpią korzyści z jego wydajności i niższego zużycia energii w aplikacjach, które są przeznaczone do:

• D9VK (przestarzały, ponieważ teraz zawarty w DXVK) , konwertuje wywołania Direct3D w wersji 9 na wywołania Vulkan;
• DXVK , konwertuje wywołania Direct3D w wersjach 9, 10 i 11 na wywołania Vulkan;
• VKD3D , konwertuje wywołania Direct3D w wersji 12 na wywołania Vulkan;
• Zink , konwertuje wywołania OpenGL i OpenGL ES na wywołanie Vulkan, jest zintegrowane z28 października 2019 r, biblioteka, za pośrednictwem podsystemu Gallium Mesa, jest umieszczana między warstwą śledzenia stanu OpengGL Galium a sterownikami Vulkan, między warstwą śledzenia stanu OpenGL a sterownikiem Vulkan.

Uczestnicy

Główne firmy uczestniczące w standardzie to: AMD , Apple , ARM , Blizzard , Broadwell , Codeplay  (en) , Continental , Electronic Arts , Epic Games , Imagination Technologies , Intel , Lucasfilm , Mediatek , Oculus VR , Oxide , Pixar , Samsung , Sony , TransGaming  (en) , Unity , Valve , Vivante , Qt .

Wsparcie

Historyczny

• W luty 2016AMD , Intel i Nvidia oferują wersję beta swoich sterowników obsługujących Vulkan.
• Plik 17 lutego 2016 r, Talos Zasada z Croteam staje się 1 ul  gry wideo częściowo wspiera Vulkan.
• Plik 9 kwietnia 2016 r, aktualizacja stabilnej wersji sterowników Windows i Linux firmy Nvidia umożliwia korzystanie z Vulkan.
• W kwiecień 2016, wersja zapoznawcza programisty Android Nougat obejmuje wykorzystanie interfejsów API 3D Vulkan.
• Przyszła konsola do gier Switch na Nintendo certyfikowała Vulkan18 grudnia 2016 r
• Podczas konferencji SDC 2016 w Maj 2016, firma Samsung zapowiada, że ​​jej kolejny model smartfona będzie korzystał z Vulkan i zapowiada zwiększenie żywotności baterii.
• Koniec wrzesień 2016, Unity informuje, że Android gry na podstawie jego charakterystyki silnika Vulkan w wersji beta, co skutkuje poprawą wydajności o około 35% i niższym zużyciu energii .
• W październik 2016, pierwszy darmowy silnik gier wideo oparty na Vulkan, Intrinsic , został opublikowany na GitHub .
• W luty 2017, Intel zapowiada, że część graficzna jego procesorów będzie obsługiwać Vulkan.
• W luty 2018, Zawór , LunarG i The Brenwill Workshop ogłosić, że Valve flagowy gry Dota 2 jest przenoszony poprzez MoltenVK ( Metal realizacja w Vulkan) do MacOS z 50% wydajności doładowania ponad wersji OpenGL.
• W luty 2018, twórcy darmowego silnika gry Godot , zapowiadają przejście na Vulkan i Open GL ES 2.0 zamiast OpenGL ES 3.0. Powinien być gotowy na Godot 4.0, który ma się ukazać w 2020 roku.
• W listopad 2018, twórcy darmowego silnika 3D OGRE , ogłaszają, że przenoszą silnik na Vulkan.

Zgodność sprzętu

Społeczeństwo	Ekwipunek				Obsługa Vulkan 1.0
	Mikroarchitektura	dostępne od	GPU ( ginąć )	Karta graficzna / SoC	Linux	Microsoft Windows (Windows 7 i nowsze)	Android Nougat i nowszy
AMD
	GCN 5	08/2017	Vega 10	Seria Radeon Rx Vega	AMDGPU PRO ( Ubuntu i RHEL ) Mesa / RADV	Oprogramowanie Radeon	NC
	GCN 4th	06/2016	Polaris 10, Polaris 11, Vega 10	Seria Radeon RX 400
	GCN 3rd	08/2014	Tonga, Fidżi, Carrizo	Seria Radeon R9
	GCN 2nd	03/2013	Bonaire, Hawaje, Kaveri, Kabini, Temash, Mullins, Beema, Carrizo-L	Radeon HD 7790, PlayStation 4 , Xbox One	W trakcie realizacji
	GCN 1st	02/2012	Olandia, Republika Zielonego Przylądka, Pitcairn, Tahiti, Hainan	Seria Radeon HD 77xx - 7900
	TeraScale 3 „Wyspy Północne”	12/2010	Aruba (Trinity / Richland), Barts, Turks, Caicos, Cayman	Radeon HD 7xxx - 76xx Series , Radeon HD 6000 Series	Nieobsługiwane
	TeraScale 2 „Evergreeny”	09/2009	Cedr, cyprys, jałowiec, sekwoja, palma, sumo	Seria Radeon HD 5000
	TeraScale 1	05/2007	R600, RV630, RV610, RV790, RV770,…	Seria Radeon HD 2000 , HD 3000 , HD 4000
Nvidia
	Pascal	05/2016	GP100, GP104, GP106, GP107	Seria GeForce 10 , Tegra X2	Sterownik Nvidia GeForce	Sterownik Nvidia GeForce	tak
	Maxwell 2	09/2014	GM200, GM204, GM206, GM20B	Seria GeForce 900 , Tegra X1
	Maxwell 1	02/2014	GM107, GM108	GeForce GTX 750 Ti, GTX 750, GTX 860M
	Kepler	03/2012	GK110, GK104, GK106, GK107, GK208	GeForce serii 600 , GeForce serii 700 , Tegra K1
	Fermi	03/2010	GF100, GF104, GF106, GF108, GF110, GF114, GF116, GF119	GeForce 400 , GeForce 500	Nieobsługiwane
	Tesla 2.0	06/2008	GT200, GT215, GT216, GT218,	GeForce 200 , GeForce serii 300
	Tesla 1.0	11/2006	G80, G84, G86, G92, G94, G96, G98	Serii 8 , GeForce 9 , GeForce seria 100
Intel
	Jezioro do kawy	2017-10		Core i3- / i5- / i7-8000	Mesa	Grafika Intel	NC
	Kaby Lake	01/2017		Core i3- / i5- / i7-7000
	Skylake	08/2015		Core i3- / i5- / i7-6000, Pentium G4xxx , Celeron G39xx		Zaplanowany
	Broadwell	09/2014		Rdzeń M-5Yxx , Core i3- / i5- / i7-5000		Nieobsługiwane
	Haswell	09/2012		Core i3- / i5- / i7-4000, Pentium G3xxx , Celeron G18xx
	Most bluszczowy	04/2012		Core i3- / i5- / i7-3000, Pentium G2xxx , Celeron G16xx
	Sandy Bridge	01/2011		Core i3- / i5- / i7-2000, Pentium Gxxx , Celeron Gxxx	Nieobsługiwane
	Westmere	02/2012		Core i3- / i5- / i7-xxx, Pentium G69xx , Celeron G1101
Technologie wyobraźni
	Seria PowerVR 8XE	02/2016	GE8200, GE8300		PowerVR Graphics SDK v4.1
	Seria PowerVR 7XT	11/2014	GT7200, GT7400, GT7600, GT7800, GT7900	Apple A9, Helio X30 (MT679?)
	Seria PowerVR 7XE	11/2014	GE7400, GE7800
	Seria PowerVR 6XT	01/2014	GX6240, GX6250, GX6450, GX6650	Apple A8, A8X, MediaTek MT8173, MT8176,
	Seria PowerVR 6XE	01/2014	G6050, G6060, G6100 (XE), G6110	RK3368
	PowerVR Series 6 (Łotr)	01/2012	G6100, G6200, G6230, G6400, G6430, G6630	MediaTek MT6595M, MT6595T, MT6595M, MT6795, MT8135, Helio X10 (MT6795), LG H13, Apple A7, Atom Z3460, Z3480, Z3530, Z3560, Z3570, Z3580
	Seria PowerVR 5XT	01/2012	SGX543, SGX544, SGX554	Apple S1, A5, A5X, A6, A6X, NovaThor L8540, L8580, L9540, TI OMAP 4470, 5430, 5432, MediaTek MT5327, MT6589M, MT6589T, MT6589, MT8117, MT8121, MT8125, MT8389, Atom Z2460, Z2520, Z2560, Z2580, Z2760, Exynos 5410	Nieobsługiwane
Qualcomm
	Seria Adreno 600		Adreno 640	Lwia paszcza 855	1.1
	Seria Adreno 500		Adreno 510, Adreno 530, Adreno 540	Lwia paszcza 430, 625, 650, 652, 820, 821, 835, 845	1.0
	Seria Adreno 400			Lwia paszcza 415, 615, 616, 617, 805, 808, 810
	Seria Adreno 300			Lwia paszcza 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 600, 800, 801	Nieobsługiwane
RAMIĘ
	Bifrost	06/2016	Mali-G71, Mali-G51	Kirin 960	1.0
	Midgard 4th	IV kwartał 2015 r	Mali-T860, Mali-T830, Mali-T880	Exynos 8890, Exynos 7870, Kirin 950, 955, MediaTek MT6738, MT6750, Helio X20 (MT6797), X25 (MT6797T), P10 (MT6755), P20 (MT6757)
	Midgard 3rd	10/2013	Mali-T760, ...	Exynos 7420, Exynos 5433, MT6752, MT6732, RK3288
	Midgard 2nd	08/2012	Seria Mali-T600, T720	Exynos 5250, 5260, 5410, 5420, 5422, 5430, 5800, 7580, Mediatek MT6735, MT6753, Kirin 920, 925, 930, 935	Nieobsługiwane

Zgodne gry

Kompatybilne silniki gier

• Źródło 2 - Inmarzec 2015, Zawór informuje, że źródło 2, następca oryginalnego silnika Source wesprze Vulkan.
• Serious Engine 4 - In luty 2016, Croteam ogłasza wsparcie dla Vulkan w ich silniku.
• Unreal Engine 4 - Enluty 2016, Epic Games ogłasza wsparcie dla Vulkan podczas wydarzenia organizowanego przez firmę Samsung .
• id Tech 6 - InMaj 2016, id Software ogłasza obsługę Vulkan w wersji 6 swojego silnika.
• id Tech 7
• CryEngine - Crytek ogłosił plany włączenia obsługi Vulkan do swojego silnika CryEngine.
• Unity - obsługa Vulkan od wersji 5.6 dla systemów Android, Linux i Windows. Wsparcie w edytorze jest dostępne od wersji 2018.2.
• Xenko - Dodano wsparcie lipiec 2016.
• Intrinsic - darmowy silnik gry opublikowany na GitHub.
• Torque 3D MIT - Inkwiecień 2016, społeczność deweloperów ogłasza, że ​​rozważa wsparcie dla Vulkan.
• Armoury Engine - silnik gier typu open source zintegrowany z Blenderem 3D.

Załączniki

Uwagi i odniesienia

1. "  Wersja 1.2.176  " ,19 kwietnia 2021 r(dostęp 20 kwietnia 2021 )
2. Smith 2015 .
3. (en) „  Inicjatywa w zakresie przenośności -  ” , The Khronos Group ,25 lutego 2018 r( czytaj online , sprawdzono 28 lutego 2018 r. )
4. (en) "  Metal (API)  " , Wikipedia ,26 stycznia 2018 r( czytaj online , sprawdzono 28 lutego 2018 r. )
5. „  The Khronos Group formalizuje sukcesję OpenGL  ” , w ZDNet France (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
6. https://www.khronos.org/assets/uploads/developers/library/overview/2015_vulkan_v1_Overview.pdf
7. (in) "  Gal3D LLVM  " ,2 listopada 2007
8. Ryan Smith , „  Khronos @ SIGGRAPH 2013: OpenGL 4.4, OpenCL 2.0 i OpenCL 1.2 SPIR Announced  ” , Anandtech ,22 lipca 2013(dostęp 5 kwietnia 2015 )
9. (w) "  Dowiedz się więcej o sterowniku Intel Vulkan, mapy Vulkan Linux  " , phoronix ,12 marca 2015 r
10. https://www.khronos.org/assets/uploads/developers/library/2015-gtc/Khronos-Overview-GTC_Mar15.pdf
11. (w) Philip Kollar, "  Valve annonce Source 2 engine, darmowy dla programistów  " ,3 marca 2015 r
12. Mike Mahardy, „  GDC 2015: Valve ogłasza silnik Source 2  ” , IGN ,3 marca 2015 r
13. LittleWhite, „  GLOVE and Zink Two implementacje OpenGL na Vulkan  ” , na jeux.developpez.com ,1 st listopad 2018
14. LittleWhite, „  GLOVE and Zink Two implementacje OpenGL na Vulkan  ” , na jeux.developpez.com ,1 st listopad 2018
15. (in) „  DXVK, implementacja D3D11 i D3D10 oparta na Vulkan dla Linux / Wine  ” na koncie Github doitsujin
16. (in) „  Biblioteka tłumaczeń z D3D12 na Vulkan  ” na source.winehq.org
17. (w) „  zink: Przedstaw opengl zamiast vulkan  ” na cgit.freedesktop.org ,28 października 2019 r
18. (en-US) "  The Qt Company dołącza do Khronos Group i promuje Vulkan - Qt Blog  " , Qt Blog ,16 lutego 2016 r( czytaj online , sprawdzono 21 lutego 2017 r. )
19. http://www.touslesdrivers.com/index.php?v_page=3&v_code=6124
20. „  Intel oferuje sterownik Vulkan o otwartym kodzie źródłowym.  » , On Developpez.com (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
21. Jérôme Gianoli, „  Vulkan, Nvidia publikuje sterownik Windows w wersji 364.91 i sterownik Linux w wersji 364.16  ” na ginjfo.com ,9 kwietnia 2016 r(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
22. David Feugey, „  Druga wersja zapoznawcza Androida N wypycha API 3D Vulkan  ” , na silicon.fr , Silicon ,14 kwietnia 2016 r(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
23. Guénaël Pépin, „  Android N: 2nd Developer Preview zapewnia obsługę Vulkan  ” , na nextinpact.com ,14 kwietnia 2016 r(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
24. „  Vulkan teraz na Android N Developer Preview 2  ” , na Tom's Hardware: nowości dotyczące sprzętu i gier wideo ,15 kwietnia 2016 r(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
25. http://www.p-nintendo.com/news/khronos-certifie-la-switch-pour-vulkan-245969
26. „  Jak Samsung zwiększy autonomię smartfonów bez wymiany baterii  ” , 01net , 01net (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
27. Clément Grandjean, „  Vulkan: Gry Unity będą wkrótce płynniejsze na Androidzie  ” , na frandroidzie ,30 września 2016 r
28. „  Silnik gier wideo oparty na technologii Vulkan  ” na stronie Toolinux.com ,26 października 2016 r
29. Jérôme Gianoli, „  Pełne wsparcie dla Vulkan pod Windows, nadchodzi Intel HD Graphics 21.20.16.4590  ” , na Ginjfo ,14 lutego 2017 r(dostęp 18 lutego 2017 )
30. (w) Juan Linietsky, "  Przejście do Vulkan (i ES 2.0) ZAMIAST OpenGL ES 3.0  " ,26 lutego 2018 r
31. (en) Remi Verschelde, "Zdjęcie od  twórców: Godot 3.2 alpha 1  ' ,6 października 2019 r
32. (w) Matias Goldberg, „  Vulkan Progress Report  ” ,5 listopada 2019 r
33. (in) "  Platforma Android zawiera specyficzną dla Androida implementację specyfikacji API Vulkan firmy Khronos Group  " ,5 kwietnia 2016 r
34. (in) "  AMDGPU-PRO 16.40 wydany dla systemów Ubuntu i Red Hat Linux  " ,27 października 2016 r
35. rhallock, „  Procesory graficzne Radeon są gotowe na interfejs graficzny API Vulkan  ” , na amd.com ,16 lutego 2016 r(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
36. (w) Michael Larabel, „  Testing The Open-Source” rAdV ”Vulkan Radeon Driver vs. AMDGPU-PRO  ” , na Phoronix ,30 sierpnia 2016
37. (in) "  Wersja oprogramowania AMD Radeon obsługuje 16.15.1009 Vulkan  " ,16 lutego 2016 r
38. http://www.nvidia.com/download/driverResults.aspx/101818/en-us
39. (in) „  Vulkan Driver Support  ” na NVIDIA Developer , Nvidia (dostęp: 4 kwietnia 2016 )
40. (in) "  Sterowniki open source dla sprzętu Intel Vulkan  " ,16 lutego 2016 r
41. (w) Michael Larabel , „  Mesa 12.0 wydana z obsługą OpenGL 4.3, Intel Vulkan i wieloma innymi funkcjami  ” na Phoronix ,8 lipca 2016 r(dostęp 9 lipca 2016 )
42. https://software.intel.com/en-us/blogs/2016/03/14/new-intel-vulkan-beta-1540204404-graphics-driver-for-windows-78110-1540 15.40.20
43. (pl-PL) „  Imagination ogłasza Vulkan SDK dla nieuczciwych procesorów graficznych PowerVR  ” , na blogu Imagination , zespół ds. Technologii deweloperów PowerVR,16 marca 2016 r(dostęp 27 kwietnia 2016 )
44. (in) „  Snapdragon 855: pierwsza platforma mobilna na nową dekadę 5G, AI i XR  ”
45. (in) „  Qualcomm annonce Vulkan API Support dla procesorów graficznych Adreno 5xx i 4xx  ”
46. (in) "  ARM Bifrost GPU Architecture  " ,30 maja 2016 r
47. (in) „  Układy GPU ARM® Mali ™ zgodne z Vulkan Conformance  ”
48. (w) Philip Kollar , "  Valve annonce Source 2 engine, darmowy dla programistów  " ,3 marca 2015 r(dostęp 3 marca 2015 )
49. (w) Mike Mahardy , „  GDC 2015: Valve ogłasza silnik Source 2  ” , IGN ,3 marca 2015 r( czytaj online , sprawdzono 3 marca 2015 r. )
50. (w) "  Nośnik Talos Principle będzie Vulkan  " ,4 lutego 2016 r
51. (w) „  Epic Games dodaje obsługę Vulkan do silnika Unreal Engine 4  ” w serwisie bit-tech (dostęp 24 lutego 2016 r. )
52. (in) „  Epic Games Unveils ProtoStar Has Samsung Galaxy Unpacked  ” na www.unrealengine.com (dostęp 24 lutego 2016 )
53. (in) "  id annonce Doom działający na Vulkan  " ,7 maja 2016 r
54. „  DirectX 12, obsługa Vulkan w drodze do CryEngine  ” , w serwisie TweakTown ,19 sierpnia 2016(dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
55. „  Unity 5.6 - Unity  ” , z Unity (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
56. „  Unity 2018.2 - Unity  ” , na Unity (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
57. (w) „  Xenko 1.7β wydany!  " ,1 st lipca 2016
58. (w) „  Dzięki za wszystkie ryby! -  " , na Thanks For All The Fish! (dostęp 10 sierpnia 2020 ) .
59. http://forums.torque3d.org/viewtopic.php?t=617#p5148

Bibliografia

• Ryan Smith , „  Nowa generacja OpenGL staje się Vulkanem: udostępniono dodatkowe szczegóły  ”, AnandTech ,3 marca 2015 r( czytaj online )

Link zewnętrzny

• (en) Khronos Group, „  2015 vulkan v1 Overview  ” ,marzec 2015