Funkcje WebGPU dla programistów

François Beaufort

Opublikowano: 3 czerwca 2025 r.

Implementacja interfejsu WebGPU API w Chrome zawiera funkcje przeznaczone wyłącznie do programowania i testowania. Te funkcje wykraczają poza standardową specyfikację WebGPU. Nie używaj tych funkcji w środowisku produkcyjnym.

W tym dokumencie znajdziesz szczegółowe informacje o włączaniu funkcji deweloperskich WebGPU oraz ich pełną listę.

Warunek wstępny

Aby włączyć funkcje deweloperskie WebGPU w Chrome, wykonaj te czynności:

Włącz flagę „WebGPU Developer Features” (Funkcje deweloperskie WebGPU) na stronie chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features.
Ponownie uruchom przeglądarkę Chrome.

Wyłącz kwantyzację zapytań dotyczących sygnatur czasowych

Zapytania o sygnaturę czasową umożliwiają aplikacjom WebGPU dokładne (z dokładnością do nanosekundy) pomiary czasu wykonywania poleceń GPU podczas obliczeń i przekazywania renderowania. Te zapytania są niezbędne do analizowania wydajności i zachowania obciążenia GPU. Więcej informacji znajdziesz w artykule Zapytania o sygnatury czasowe w przypadku obliczeń i renderowania.

Ze względu na obawy związane z atakami czasowymi zapytania o sygnatury czasowe są kwantyzowane z rozdzielczością 100 mikrosekund, co stanowi dobry kompromis między precyzją a bezpieczeństwem. Kwantyzacja jest automatycznie wyłączana, gdy włączona jest flaga „Funkcje deweloperskie WebGPU”.

Rozszerzone informacje o adapterze

Aby lepiej poznać używany adapter, interfejs GPUAdapterInfo udostępnia te atrybuty:

Atrybut device (standardowy) to identyfikator adaptera specyficzny dla dostawcy.
Atrybut description (standardowy) to zrozumiały dla człowieka ciąg tekstowy zawierający szczegóły dotyczące adaptera.
Atrybut driver (niestandaryzowany) to zrozumiały dla człowieka ciąg tekstowy opisujący kierowcę.
Atrybut backend (niestandardowy) wskazuje backend graficzny, np. "WebGPU", "D3D11", "D3D12", "metal", "vulkan", "openGL", "openGLES" lub "null".
Atrybut type (niestandardowy) określa typ GPU: "discrete GPU", "integrated GPU", "CPU" lub "unknown".
Atrybut d3dShaderModel (niestandardowy) określa maksymalny obsługiwany numer modelu shadera D3D, np. 62 oznacza obsługę HLSL SM 6.2.
Atrybut vkDriverVersion (niestandaryzowany) to wersja sterownika Vulkan określona przez dostawcę.
Atrybut powerPreference (niestandardowy) ma wartość "low-power" lub "high-performance" w zależności od parametru GPUPowerPreference w GPURequestAdapterOptions.

Aby przewidzieć ograniczenia pamięci podczas przydzielania dużych ilości pamięci w trakcie tworzenia aplikacji, interfejs GPUAdapterInfo udostępnia memoryHeaps niestandardowe informacje, takie jak rozmiar i rodzaj stert pamięci dostępnych na karcie.

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

for (const { size, properties } of adapter.info.memoryHeaps) {
  console.log(size); // memory heap size in bytes
  if (properties & GPUHeapProperty.DEVICE_LOCAL)  { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_VISIBLE)  { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_COHERENT) { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_UNCACHED) { /* ... */ }
  if (properties & GPUHeapProperty.HOST_CACHED)   { /* ... */ }
}

Opcja kompilacji modułu shadera strict math

GPUShaderModuleDescriptor zawiera strictMath niestandardową opcję logiczną, która włącza lub wyłącza ścisłą precyzję matematyczną podczas kompilacji modułu cieniowania. Ta opcja jest obsługiwana w przypadku interfejsów Metal i Direct3D. Gdy funkcja strictMath jest włączona, kompilator przestrzega ścisłych reguł matematycznych. Z kolei wyłączenie tej opcji umożliwia kompilatorowi optymalizację shaderów przez:

Ignorowanie możliwości wystąpienia wartości NaN i Infinity.
Traktowanie –0 jako +0.
Zastąpienie dzielenia szybszym mnożeniem przez odwrotność.
Zmiana kolejności działań na podstawie własności łączności i rozdzielności.

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

const code = `
  // Examines the bit pattern of the floating-point number to
  // determine if it represents a NaN according to the IEEE 754 standard.
  fn isNan(x : f32) -> bool {
    bool ones_exp = (bitcast<u32>(x) & 0x7f8) == 0x7f8;
    bool non_zero_sig = (bitcast<u32>(x) & 0x7ffff) != 0;
    return ones_exp && non_zero_sig;
  }
  // ...
`;

// Enable strict math during shader compilation.
const shaderModule = device.createShaderModule({ code, strictMath: true });

Importowanie filmu bez kopiowania

Niestandardowy atrybut logiczny GPUExternalTexture isZeroCopy informuje, czy film zaimportowany za pomocą funkcji importExternalTexture() był bezpośrednio dostępny dla procesora graficznego bez konieczności tworzenia kopii pośredniej.

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

const video = document.querySelector('video');
const externalTexture = device.importExternalTexture({ source: video });

if (externalTexture.isZeroCopy) {
  console.log('Video frame was accessed directly by the GPU');
}