WGSL での 16 ビット浮動小数点値のサポート
WGSL の f16
型は、IEEE-754 binary16(半精度)形式の 16 ビット浮動小数点値のセットです。つまり、従来の単精度浮動小数点数(f32
)の 32 ビットに対して、浮動小数点数を表現するために 16 ビットを使用します。このようにサイズが小さくなると、特に大量のデータを処理する場合に、パフォーマンスが大幅に向上する可能性があります。
比較すると、Apple M1 Pro デバイスでは、WebLLM チャットのデモで使用される Llama2 7B モデルの f16
実装は f32
実装よりも大幅に速く、次のスクリーンショットに示すように事前入力速度が 28%、デコード速度が 41% 向上しています。
すべての GPU が 16 ビットの浮動小数点値をサポートしているわけではありません。GPUAdapter
で "shader-f16"
機能が利用できる場合、この機能を含む GPUDevice
をリクエストし、半精度浮動小数点型 f16
を利用する WGSL シェーダー モジュールを作成できるようになりました。このタイプは、enable f16;
で f16
WGSL 拡張機能を有効にしている場合にのみ、WGSL シェーダー モジュールで使用できます。それ以外の場合は、createShaderModule() によって検証エラーが生成されます。次の最小限の例と issue dawn:1510 をご覧ください。
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (!adapter.features.has("shader-f16")) {
throw new Error("16-bit floating-point value support is not available");
}
// Explicitly request 16-bit floating-point value support.
const device = await adapter.requestDevice({
requiredFeatures: ["shader-f16"],
});
const code = `
enable f16;
@compute @workgroup_size(1)
fn main() {
const c : vec3h = vec3<f16>(1.0h, 2.0h, 3.0h);
}
`;
const shaderModule = device.createShaderModule({ code });
// Create a compute pipeline with this shader module
// and run the shader on the GPU...
次のスニペットに示すように、"shader-f16"
機能のサポートに応じて、WGSL シェーダー モジュール コードでは alias
で f16
型と f32
型の両方をサポートできます。
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const hasShaderF16 = adapter.features.has("shader-f16");
const device = await adapter.requestDevice({
requiredFeatures: hasShaderF16 ? ["shader-f16"] : [],
});
const header = hasShaderF16
? `enable f16;
alias min16float = f16;`
: `alias min16float = f32;`;
const code = `
${header}
@compute @workgroup_size(1)
fn main() {
const c = vec3<min16float>(1.0, 2.0, 3.0);
}
`;
限界に挑戦
デフォルトでは、レンダリング パイプライン出力データの 1 つのサンプル(ピクセルまたはサブピクセル)を保持するために必要な最大バイト数は、すべてのカラー アタッチメントで 32 バイトです。maxColorAttachmentBytesPerSample
の上限を使用して、64 個までリクエストできるようになりました。次の例と issue dawn:2036 をご覧ください。
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (adapter.limits.maxColorAttachmentBytesPerSample < 64) {
// When the desired limit isn't supported, take action to either fall back to
// a code path that does not require the higher limit or notify the user that
// their device does not meet minimum requirements.
}
// Request highest limit of max color attachments bytes per sample.
const device = await adapter.requestDevice({
requiredLimits: { maxColorAttachmentBytesPerSample: 64 },
});
ステージ間通信に使用される maxInterStageShaderVariables
と maxInterStageShaderComponents
の上限が、すべてのプラットフォームで引き上げられました。詳しくは、issue dawn:1448 をご覧ください。
各シェーダー ステージで、パイプライン レイアウト(ストレージ バッファ)全体のバインド グループ レイアウト エントリの最大数は、デフォルトでは 8 です。maxStorageBuffersPerShaderStage
の上限を使用して、10 個までリクエストできるようになりました。issue dawn:2159 をご覧ください。
maxBindGroupsPlusVertexBuffers
の新しい上限が追加されました。これは、同時に使用されるバインド グループと頂点バッファ スロットの最大数で構成され、最も高いインデックスを下回る空のスロットをカウントします。デフォルト値は 24 です。issue dawn:1849 をご覧ください。
奥行きステンシルの状態の変更
デベロッパー エクスペリエンスを向上させるため、深度ステンシルの状態の depthWriteEnabled
属性と depthCompare
属性が不要になりました。depthWriteEnabled
は奥行きのあるフォーマットでのみ必須で、奥行きのあるフォーマットでは、使用しない場合の depthCompare
は不要です。issue dawn:2132 をご覧ください。
アダプタ情報の更新
ユーザーが chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features
で「WebGPU デベロッパー機能」フラグを有効にしている場合に、requestAdapterInfo() を呼び出すと、標準以外の type
と backend
のアダプタ情報属性を利用できるようになりました。type
には、「Discrete GPU」、「integrated GPU」、「CPU」、「unknown」のいずれかを指定できます。backend
は、「WebGPU」、「D3D11」、「D3D12」、「metal」、「vulkan」、「openGL」、「openGLES」、「null」のいずれかです。issue dawn:2112 と issue dawn:2107 をご覧ください。
requestAdapterInfo() のオプション unmaskHints
リスト パラメータが削除されました。Issue dawn:1427 をご覧ください。
タイムスタンプ クエリの量子化
タイムスタンプ クエリを使用すると、アプリケーションでナノ秒単位の精度で GPU コマンドの実行時間を測定できます。ただし、WebGPU の仕様では、タイミング攻撃への懸念から、タイムスタンプ クエリの使用は任意となっています。Chrome チームは、タイムスタンプ クエリの量子化によって、解像度を 100 マイクロ秒に下げることで、精度とセキュリティの適切な妥協点が得られると考えています。issue dawn:1800 をご覧ください。
Chrome では、chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features
で「WebGPU Developer Features」フラグを有効にすると、タイムスタンプ量子化を無効にできます。このフラグだけでは "timestamp-query"
機能は有効になりません。その実装はまだ試験運用版であるため、chrome://flags/#enable-unsafe-webgpu
で「安全でない WebGPU サポート」フラグが必要です。
Dawn では、「timestamp_quantization」という新しいデバイス切り替えが追加され、デフォルトで有効になっています。次のスニペットは、デバイスをリクエストするときに、試験運用版の「timestamp-query」機能をタイムスタンプ量子化なしで許可する方法を示しています。
wgpu::DawnTogglesDescriptor deviceTogglesDesc = {};
const char* allowUnsafeApisToggle = "allow_unsafe_apis";
deviceTogglesDesc.enabledToggles = &allowUnsafeApisToggle;
deviceTogglesDesc.enabledToggleCount = 1;
const char* timestampQuantizationToggle = "timestamp_quantization";
deviceTogglesDesc.disabledToggles = ×tampQuantizationToggle;
deviceTogglesDesc.disabledToggleCount = 1;
wgpu::DeviceDescriptor desc = {.nextInChain = &deviceTogglesDesc};
// Request a device with no timestamp quantization.
myAdapter.RequestDevice(&desc, myCallback, myUserData);
大掃除機能
試験運用版の「timestamp-query-inside-passes」機能の名前を「chromium-experimental-timestamp-query-inside-passes」に変更し、この機能が試験運用版であり、現時点では Chromium ベースのブラウザでのみ使用できることをデベロッパーに明確に示します。issue dawn:1193 をご覧ください。
試験運用版の「pipeline-statistics-query」機能は、部分的にしか実装されていませんでしたが、開発されなくなったため削除されました。問題 chromium:1177506 をご覧ください。
ここでは、重要なハイライトの一部についてのみ説明します。commit の完全なリストを確認する。
WebGPU の新機能
WebGPU の新機能シリーズで取り上げたすべての内容のリストです。
Chrome 125
Chrome 124
Chrome 123
- WGSL での DP4a 組み込み関数のサポート
- WGSL の無制限のポインタ パラメータ
- WGSL で複合体を逆参照するためのシンタックス シュガー
- ステンシルと奥行きの側面の読み取り専用状態を分離
- 夜明けの更新情報
Chrome 122
Chrome 121
- Android で WebGPU をサポートする
- Windows でのシェーダー コンパイルに FXC ではなく DXC を使用する
- コンピューティング パスとレンダリング パスのタイムスタンプ クエリ
- シェーダー モジュールへのデフォルトのエントリ ポイント
- GPUExternalTexture 色空間として display-p3 をサポート
- メモリヒープ情報
- 夜明けの更新情報
Chrome 120
Chrome 119
Chrome 118
copyExternalImageToTexture()
での HTMLImageElement と ImageData のサポート- 読み取り / 書き込みと読み取り専用のストレージ テクスチャの試験運用版のサポート
- 夜明けの更新情報
Chrome 117
- 頂点バッファの設定解除
- バインド グループの設定を解除
- デバイスを紛失した場合に非同期パイプライン作成によるエラーをミュート
- SPIR-V シェーダー モジュール作成の更新
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- 自動生成されたレイアウトを使用したキャッシュ パイプラインのキャッシュ
- 夜明けの更新情報
Chrome 116
- WebCodecs の統合
- GPUAdapter
requestDevice()
から返却された紛失のデバイス importExternalTexture()
が呼び出された場合に動画のスムーズな再生を維持する- 仕様の遵守
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- 夜明けの更新情報
Chrome 115
- サポートされている WGSL 言語拡張機能
- Direct3D 11 の試験運用版のサポート
- AC 電源でデフォルトでディスクリート GPU を使用
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- 夜明けの更新情報