WebGPU 的新变化 (Chrome 123)

François Beaufort
François Beaufort
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WGSL 中对 DP4a 内置函数的支持

DP4a（4 个元素的点积和累加）是指深度学习推理中常用于量化的一组 GPU 指令。它可以高效地执行 8 位整数点积运算，从而加快此类 int8 量化模型的计算速度。与 f32 版本相比，它可以节省高达 75% 的内存和网络带宽，并提升任何机器学习模型在推理方面的性能。因此，它现在在许多热门 AI 框架中被广泛使用。

当 navigator.gpu.wgslLanguageFeatures 中存在 "packed_4x8_integer_dot_product" WGSL 语言扩展时，您现在可以使用 32 位整数标量来封装 8 位整数的 4 分量矢量，并将其作为 WGSL 着色器代码中点积指令的输入，使用 dot4U8Packed 和 dot4I8Packed 内置函数。您还可以使用 pack4xI8、pack4xU8、pack4xI8Clamp、pack4xU8Clamp、unpack4xI8 和 unpack4xU8 WGSL 内置函数，将 8 位整数的压缩 4 分量矢量进行打包和解压缩。

建议在 WGSL 着色器代码顶部使用 requires-directive 来指明 requires packed_4x8_integer_dot_product; 可能无法移植。请参阅以下示例和问题 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
  }`,
});

特别感谢 Intel 上海 Web 图形团队推动完成此规范和实现！

WGSL 中的无限制指针参数

"unrestricted_pointer_parameters" WGSL 语言扩展放宽了对可传递给 WGSL 函数的指针的限制：

  • storage、uniform 和 workgroup 地址空间的参数指针指向用户声明的函数。

  • 将指向结构体成员和数组元素的指针传递给用户声明的函数。

如需详细了解，请参阅将指针用作函数参数 | WGSL 导览。

此功能可以使用 navigator.gpu.wgslLanguageFeatures 进行特征检测。建议您始终在 WGSL 着色器代码顶部使用 requires-directive 来指明可能无法移植到 requires unrestricted_pointer_parameters;。请参阅以下示例、WGSL 规范变更和问题 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);
  }`
});

WGSL 中用于解引用复合体的语法糖

当 navigator.gpu.wgslLanguageFeatures 中存在 "pointer_composite_access" WGSL 语言扩展时，WGSL 着色器代码现在支持使用相同的点 (.) 语法访问复杂数据类型的组件，无论您是直接使用数据还是使用指向数据的指针。具体方法如下：

  • 如果 foo 是指针：foo.bar 是编写 (*foo).bar 的更便捷方式。通常需要使用星号 (*) 将指针转换为可解引用的“引用”，但现在，指针和引用更为相似，几乎可以互换使用。

  • 如果 foo 不是指针：点 (.) 运算符的运作方式与您直接访问成员的方式完全相同。

同样，如果 pa 是存储数组起始地址的指针，那么使用 pa[i] 可让您直接访问存储该数组第 'i 个元素的内存位置。

建议在 WGSL 着色器代码顶部使用 requires-directive 来指明 requires pointer_composite_access; 可能无法移植。请参阅以下示例和 issue tint: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.
  }`
});

为模板和深度方面提供单独的只读状态

以前，渲染阶段中的只读深度-模板附件要求深度和模板两个方面都为只读。此限制现已解除。现在，您可以以只读方式使用深度方面，例如用于接触阴影跟踪，同时写入模板缓冲区以识别要进一步处理的像素。请参阅问题 dawn:2146。

Dawn 更新

现在，当错误发生时，系统会立即调用使用 wgpuDeviceSetUncapturedErrorCallback() 设置的未捕获错误回调。这是开发者在调试时始终期望和希望的。请参阅更改 dawn:173620。

实现了 webgpu.h API 中的 wgpuSurfaceGetPreferredFormat() 方法。请参阅问题 dawn:1362。

本文仅介绍了一些主要亮点。查看详尽的提交内容列表。

WebGPU 中的新变化

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