Novidades da WebGPU (Chrome 123)

François Beaufort
François Beaufort
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Suporte para funções integradas do DP4a na WGSL

O DP4a (Dot Product of 4 Elements and Accumulate) se refere a um conjunto de instruções de GPU comumente usadas na inferência de aprendizado profundo para quantização. Ele executa com eficiência produtos de pontos inteiros de 8 bits para acelerar o cálculo desses modelos quantizados int8. Ele pode economizar (até 75%) da memória e da largura de banda da rede e melhorar o desempenho de qualquer modelo de aprendizado de máquina na inferência em comparação com a versão f32. Como resultado, ele é muito usado em muitos frameworks de IA conhecidos.

Quando a extensão de linguagem WGSL "packed_4x8_integer_dot_product" está presente em navigator.gpu.wgslLanguageFeatures, é possível usar escalares de número inteiro de 32 bits que empacotam vetores de 4 componentes de números inteiros de 8 bits como entradas para as instruções de produto de ponto no código do sombreador WGSL com as funções integradas dot4U8Packed e dot4I8Packed. Você também pode usar instruções de empacotamento e desempacotamento com vetores de quatro componentes de 8 bits de números inteiros com pack4xI8, pack4xU8, pack4xI8Clamp, pack4xU8Clamp, unpack4xI8 e unpack4xU8 funções integradas do WGSL.

É recomendável usar uma diretiva requires para indicar o potencial de não portabilidade com requires packed_4x8_integer_dot_product; na parte de cima do código do sombreador WGSL. Confira o exemplo a seguir e issue tint:1497.

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("packed_4x8_integer_dot_product")) {
  throw new Error(`DP4a built-in functions are not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires packed_4x8_integer_dot_product;

  fn main() {
    const result: u32 = dot4U8Packed(0x01020304u, 0x02040405u); // 42
  }`,
});

Agradecemos especialmente à equipe de gráficos da Web da Intel em Xangai por concluir esta especificação e implementação.

Parâmetros de ponteiro irrestrito no WGSL

A extensão de linguagem WGSL "unrestricted_pointer_parameters" afrouxa as restrições sobre quais ponteiros podem ser transmitidos para funções WGSL:

  • Ponteiros de parâmetro de espaços de endereço storage, uniform e workgroup para funções declaradas pelo usuário.

  • Transmitir ponteiros para estruturar membros e elementos de matriz em funções declaradas pelo usuário.

Confira Ponteiros como parâmetros de função | Tour da WGSL para saber mais.

Esse recurso pode ser detectado usando navigator.gpu.wgslLanguageFeatures. É recomendável sempre usar uma required-directive para sinalizar o potencial de não portabilidade com requires unrestricted_pointer_parameters; na parte superior do código de sombreador da WGSL. Confira o exemplo a seguir, as mudanças na especificação do WGSL e o issue tint:2053.

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("unrestricted_pointer_parameters")) {
  throw new Error(`Unrestricted pointer parameters are not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires unrestricted_pointer_parameters;

  @group(0) @binding(0) var<storage, read_write> S : i32;

  fn func(pointer : ptr<storage, i32, read_write>) {
    *pointer = 42;
  }

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    func(&S);
  }`
});

Sintaxe simplificada para desreferenciar compósitos no WGSL

Quando a extensão de linguagem WGSL "pointer_composite_access" está presente em navigator.gpu.wgslLanguageFeatures, o código do sombreador WGSL agora oferece suporte ao acesso a componentes de tipos de dados complexos usando a mesma sintaxe de ponto (.), seja trabalhando diretamente com os dados ou com um ponteiro para eles. Veja como funciona:

  • Se foo for um ponteiro: foo.bar é uma maneira mais conveniente de escrever (*foo).bar. O asterisco (*) normalmente seria necessário para transformar o ponteiro em uma "referência" que pode ser desreferenciada, mas agora os ponteiros e as referências são muito mais semelhantes e quase intercambiáveis.

  • Se foo não for um ponteiro: o operador de ponto (.) funciona exatamente como você está acostumado para acessar membros diretamente.

Da mesma forma, se pa for um ponteiro que armazena o endereço inicial de uma matriz, o uso de pa[i] vai dar acesso direto ao local da memória em que o 'iº elemento dessa matriz está armazenado.

É recomendável usar uma diretiva requires para indicar o potencial de não portabilidade com requires pointer_composite_access; na parte de cima do código do sombreador WGSL. Confira o exemplo a seguir e a tonalidade do problema:2113.

if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("pointer_composite_access")) {
  throw new Error(`Pointer composite access is not available`);
}

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
  requires pointer_composite_access;

  fn main() {
    var a = vec3f();
    let p : ptr<function, vec3f> = &a;
    let r1 = (*p).x; // always valid.
    let r2 = p.x; // requires pointer composite access.
  }`
});

Estado somente leitura separado para aspectos de stencil e profundidade

Antes, os anexos de estêncil de profundidade somente leitura nas passagens de renderização exigiam que os dois aspectos (profundidade e estêncil) fossem somente leitura. Essa limitação foi removida. Agora, é possível usar o aspecto de profundidade em modo somente leitura, para o rastreamento de sombra de contato, por exemplo, enquanto o buffer de stencil é gravado para identificar pixels para processamento posterior. Consulte o problema dawn:2146.

Atualizações do amanhecer

O callback de erro não capturado definido com wgpuDeviceSetUncapturedErrorCallback() agora é chamado imediatamente quando o erro acontece. É isso que os desenvolvedores esperam e querem para depuração. Consulte change dawn:173620.

O método wgpuSurfaceGetPreferredFormat() da API webgpu.h foi implementado. Consulte o problema dawn:1362.

Isso abrange apenas alguns dos principais destaques. Confira a lista completa de confirmações.

Novidades da WebGPU

Uma lista de tudo o que foi abordado na série O que há de novo na WebGPU.

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