曝你不知道的DX11解析GPU通用计算妙用CBSi中国·ZOL作者：中关村在线顾杰责任编辑：林光楠【原创】2011年03月04日评论(48)本文导航第1页：为通用计算买单很不合算？第2页：DirectX11“破界者”第3页：上帝说，像素要有光第4页：上帝说，光要延迟才是好的第5页：延迟渲染之Deferredshading第6页：只有延迟还远远不够第7页：DirectX10不是救世主第8页：Deferredshading与ComputeShader第9页：我们需要更多，也能做更多返回分页阅读文章产品：GeForceGTX560TinVIDIA显示芯片为通用计算买单很不合算？●为通用计算买单很不合算？DirectX10是一个里程碑式的API。在DirectX10当中，微软第一次将底层的ALU开放给了程序员，这种直接面向底层运算器的开放不仅带来了花样百出的shader类型和应用，还将GPU本身所蕴藏的巨大的理论运算能力摆在了世人面前。大量针对GPU运算的非传统图形领域开发的想法几乎在第一时间就遍地开花。可以说从DirectX10开始，GPU通用计算时代正式开始。NVIDIACUDA通用计算架构ATIStream通用计算架构与其前身流计算不同，通用计算更加贴近真实的数学要求，只要代码能够最终被转化成几何关联形式，支持DX10的硬件就可以将运算能力用于非图形领域。也正是因为这种特点，能够执行通用计算的硬件在结构上必须要应对更加真实的数学需要，比如跳转，分支，并行处理等能力。这些能力对运算单元的周边资源以及构架设计的并行度和灵活度都有着极高的要求。因此，通常情况下在通用计算领域能够表现出纯吞吐以外的灵活和效率的硬件，在面对灵活的shader的过程中也会保持很高的效率。通用计算在医学领域的应用通用计算在流体力学方面的应用传统的通用计算应用大体上还只是对构架运算能力的单纯数学分支开发，应用的领域大多集中在纯数学以及与数学相关的模拟和运算领域。受限于多种原因，构架的通用计算领域应用还不能直接被用来为3D图形渲染提供帮助。因此，尽管能够执行通用计算的构架也能够更好的执行渲染过程，但是大多数人依旧认为通用计算与图形计算是没有任何关联的两个过程，这两者之间存在着明确的界限，谁都无法逾越界限进入到另一个领域，因此图形构架为通用计算买单是一件没有意义的事情。暂且不评价这句话是对是错，起码现在情况改变了，图形构架为通用计算买单肯定不是一件没有意义的事情，因为ComputeShader来了。顾杰所写过的其他相关文章：《谁是微软忠实随从A/N统一构架历史回顾》产品：GeForceGTX560TinVIDIA显示芯片DirectX11“破界者”●DirectX11“破界者”我们知道，DirectX11相对于DirectX10最重要的两个更新就是并行kernel和ComputeShader，immediateContext和DeferredContext为数据的并行管理以及并行过程中的数据交换提供了前提条件，解决了并行度的问题之后，ComputeShader的出现就顺理成章了。更加强调并行度的DirectX11ComputeShader与传统shader最大的不同在于几何关联性的问题。传统shader必须对应某种几何过程，比如Vertex、Texture或者Z-buffer，这样做的好处在于可以在图形过程中将shader自动对应到操作上，但坏处也是显而易见的——所有程序员，不管你是搞理论物理的眼镜轮椅男还是写算数函数的图形门外汉，要想利用DirectX10硬件的通用计算性能都必须要掌握GLSL和HLSL，了解图形处理过程以及整个图形流水线的特点，甚至还可能要跑去学点fortran什么的。即便后来出现了类似CUDA这类C++型的对象式编译接口，指令的图形关联还是一个必不可少的过程，对硬件的使用依旧不是很方便。于是在DirectX11中，微软彻底取消了ComputeShader与几何过程的关联。传统结构的通用计算指令结构示例取消了几何关联的ComputeShader是史上第一个完全开放的数学指令型shader，ComputeShader可以透过并行管理方便的实现数据共享，可以透过树结构和延迟操作快速执行任意过程，虽然丧失了几何关联所带来的各种自动功能让ComputeShader看上去与大多数图形过程绝缘了，但事实却恰恰相反。ComputeShader的出现，不仅没有进一步的将通用计算和图形计算割裂开，反倒直接打破了传统的界限和束缚，将图形和通用计算彻底联系在了一起。有了它，显卡的通用计算...