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WebGPU の新機能（Chrome 134）

François Beaufort

公開日: 2025 年 2 月 26 日

サブグループを使用して ML ワークロードを改善する

1 年間の開発とトライアルを経て、SIMD レベルの並列処理を可能にするサブグループの WebGPU 機能が利用可能になりました。これにより、ワークグループ内のスレッドが通信して、数値の合計計算などの集約的な数学演算を実行できるようになります。また、スレッド間のデータを効率的に共有する方法も提供されます。元の提案と chromestatus のエントリをご覧ください。

なお、オリジントライアルでは、一部のデバイスで、Google Meet のサブグループをマトリックスベクトル乗算シェーダーのパック整数の内積とベンチマークしたところ、速度が 2.3 ～ 2.9 倍に向上しました。

GPUAdapter で "subgroups" 機能が使用可能な場合は、この機能を含む GPUDevice をリクエストして、WGSL でサブグループをサポートします。subgroupMinSize アダプタ情報と subgroupMaxSize アダプタ情報の値を確認すると便利です。たとえば、特定のサイズのサブグループを必要とするハードコードされたアルゴリズムがある場合などです。

また、コンピューティングシェーダーステージとフラグメントシェーダーステージの両方で次の組み込み値にアクセスするには、WGSL コードで enable subgroups; を使用してこの拡張機能を明示的に有効にする必要があります。

subgroup_invocation_id: サブグループ内のスレッドのインデックスの組み込み値。
subgroup_size: サブグループサイズアクセス用の組み込み値。

多数のサブグループ組み込み関数（subgroupAdd()、subgroupBallot()、subgroupBroadcast()、subgroupShuffle() など）により、サブグループ内の呼び出し間で効率的な通信と計算が可能になります。これらのサブグループオペレーションは、単一命令マルチスレッド（SIMT）オペレーションに分類されます。また、呼び出しの四重で動作する四重組み込み関数により、四重内でのデータ通信が容易になります。

"shader-f16" と "subgroups" の両方の特徴を持つ GPUDevice をリクエストする場合は、サブグループで f16 値を使用できます。

次のサンプルは、サブグループを探索する際の良い出発点です。このサンプルは、subgroupExclusiveMul() 組み込み関数を使用して、中間結果を通信するためにメモリを読み書きすることなく階乗を計算するシェーダーを示しています。

ブレンド可能として浮動小数点数フィルタ可能なテクスチャタイプのサポートを削除

"float32-blendable" 機能で32 ビットの浮動小数点テクスチャのブレンドが利用可能になったため、ブレンド可能として浮動小数点フィルタリング可能なテクスチャタイプの誤ったサポートが削除されました。問題 364987733 をご覧ください。

Dawn の更新

Dawn では macOS 11 と iOS 14 が必要になり、Metal 2.3 以降のみがサポートされるようになりました。問題 381117827 をご覧ください。

EnumerateWGSLLanguageFeatures() は、wgpu::Instance の新しい GetWGSLLanguageFeatures() メソッドに置き換えられました。問題 368672124 を参照。

次のバインディングタイプには Undefined 値があり、バインディングレイアウトのデフォルト値が変更されています。問題 377820810 をご覧ください。

wgpu::BufferBindingType::Undefined を Uniform に変更
wgpu::SamplerBindingType::Undefined を Filtering に変更
wgpu::TextureSampleType::Undefined を Float に変更
wgpu::StorageTextureAccess::Undefined は WriteOnly になりました

以下に、主なハイライトをいくつかご紹介します。コミットの一覧（すべて網羅）をご覧ください。