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HLSL Shader Model 6.0

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Décrit les intrinsèques de l’opération d’onde ajoutées au modèle de nuanceur HLSL 6.0.

Modèle de nuanceur 6.0

Pour les modèles de nuanceur antérieurs, la programmation HLSL n’expose qu’un seul thread d’exécution. De nouvelles opérations au niveau de l’onde sont fournies, à partir du modèle 6.0, pour tirer parti explicitement du parallélisme des GPU actuels : de nombreux threads peuvent s’exécuter simultanément dans lockstep sur le même cœur. Par exemple, les intrinsèques du modèle 6.0 permettent l’élimination des constructions de barrière lorsque l’étendue de la synchronisation se trouve dans la largeur du processeur SIMD, ou d’un autre ensemble de threads connus comme atomiques par rapport aux autres.

Les cas d’usage potentiels sont les suivants : compactage de flux, réductions, transposer des blocs, tri bitonique ou transformations rapides de Fourier (FFT), binning, déduplication de flux et scénarios similaires.

La plupart des intrinsèques apparaissent dans les nuanceurs de pixels et les nuanceurs de calcul, bien qu’il existe certaines exceptions (notées pour chaque fonction). Les fonctions ont été ajoutées aux exigences de DirectX Feature Level 12.0, sous le niveau d’API 12.

Le <type> paramètre et valeur de retour pour ces fonctions implique le type de l’expression, les types pris en charge sont ceux de la liste suivante qui sont également présents dans le modèle de nuanceur cible pour votre application :

  • half, half2, half3, half4
  • float, float2, float3, float4
  • double, double2, double3, double4
  • int, int2, int3, int4
  • uint, uint2, uint3, uint4
  • short, short2, short3, short4
  • ushort, ushort2, ushort3, ushort4
  • uint64_t, uint64_t2, uint64_t3, uint64_t4

Certaines opérations (telles que les opérateurs au niveau du bit) prennent uniquement en charge les types entiers.

Terminologie

terme définition
Pelouse Thread unique d’exécution. Les modèles de nuanceur avant la version 6.0 n’exposent qu’un seul de ces modèles au niveau du langage, ce qui laisse l’extension au traitement SIMD parallèle entièrement jusqu’à l’implémentation.
Vague Ensemble de voies (threads) exécutées simultanément dans le processeur. Aucune barrière explicite n’est requise pour garantir qu’elles s’exécutent en parallèle. Les concepts similaires incluent « warp » et « wavefront ».
Voie inactive Voie qui n’est pas exécutée, par exemple en raison du flux de contrôle ou d’un travail insuffisant pour remplir la taille minimale de la vague.
Voie active Voie pour laquelle l’exécution est effectuée. Dans les nuanceurs de pixels, il peut inclure n’importe quelle voie de pixel d’assistance.
Quad Ensemble de 4 voies adjacentes correspondant aux pixels disposés dans un carré de 2x2. Ils sont utilisés pour estimer les dégradés par différenciation dans x ou y. Une vague peut être composée de plusieurs quads. Tous les pixels d’un quad actif sont exécutés (et peuvent être « Voies actives »), mais ceux qui ne produisent pas de résultats visibles sont appelés « Voies d’assistance ».
Lane d’assistance Voie exécutée uniquement à des fins de dégradés en quads de nuanceur de pixels. La sortie d’une telle voie est ignorée et ne s’affiche pas sur la surface de destination.

Intrinsèques du langage de trame de fond

Toutes les opérations de ce modèle de nuanceur ont été ajoutées dans une plage de fonctions intrinsèques.

Requête Wave

Intrinsèques pour l’interrogation d’une seule vague.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
WaveGetLaneCount Retourne le nombre de voies dans la vague actuelle. * *
WaveGetLaneIndex Retourne l’index de la voie actuelle dans la vague actuelle. * *
WaveIsFirstLane Retourne true uniquement pour la voie active dans la vague actuelle avec le plus petit index * *

Vote d’onde

Cet ensemble d’intrinsèques compare les valeurs entre les threads actuellement actifs à partir de la vague actuelle.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
WaveActiveAnyTrue Retourne true si l’expression est vraie dans n’importe quelle voie active dans la vague actuelle. * *
WaveActiveAllTrue Retourne true si l’expression est vraie dans toutes les voies actives de la vague actuelle. * *
WaveActiveBallot Retourne un masque de bits entier non signé 64 bits de l’évaluation de l’expression booléenne pour toutes les voies actives dans la vague spécifiée. * *

Diffusion d’ondes

Ces intrinsèques permettent à toutes les voies actives de la vague actuelle de recevoir la valeur de la voie spécifiée, en la diffusant efficacement. La valeur de retour d’une voie non valide n’est pas définie.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
WaveReadLaneAt Retourne la valeur de l’expression pour l’index de voie donnée dans la vague spécifiée. * *
WaveReadLaneFirst Retourne la valeur de l’expression pour la voie active de l’onde actuelle avec le plus petit index. * *

Réduction des vagues

Ces intrinsèques calculent l’opération spécifiée sur toutes les voies actives de la vague et diffusent le résultat final sur toutes les voies actives. Par conséquent, la sortie finale est garantie uniforme à travers la vague.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
WaveActiveAllEqual Retourne true si l’expression est la même pour chaque voie active dans la vague actuelle (et donc uniforme). * *
WaveActiveBitAnd Retourne l’AND au niveau du bit de toutes les valeurs de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveBitOr Retourne l’OR au niveau du bit de toutes les valeurs de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveBitXor Retourne l’OR exclusif au niveau du bit de toutes les valeurs de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveCountBits Compte le nombre de variables booléennes qui sont évaluées à true sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveMax Calcule la valeur maximale de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveMin Calcule la valeur minimale de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveProduct Multiplie les valeurs de l’expression ensemble sur toutes les voies actives de la vague actuelle et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *
WaveActiveSum Résume la valeur de l’expression sur toutes les voies actives de la vague actuelle et la réplique sur toutes les voies de l’onde actuelle, et réplique le résultat sur toutes les voies de la vague. * *

Analyse et préfixe d’ondes

Ces intrinsèques appliquent l’opération à chaque voie et laissent chaque résultat partiel du calcul dans la voie correspondante.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
WavePrefixCountBits Retourne la somme de toutes les variables booléennes spécifiées définies sur true sur toutes les voies actives avec des index inférieurs à la voie actuelle. * *
WavePrefixSum Retourne la somme de toutes les valeurs des voies actives avec des indices plus petits que celui-ci. * *
WavePrefixProduct Retourne le produit de toutes les valeurs dans les voies avant l’une des vagues spécifiées. * *

Opérations aléatoires à quatre largeurs

Ces intrinsèques effectuent des opérations d’échange sur les valeurs d’une vague connue pour contenir des quads de nuanceur de pixels tels que définis ici. Les index des pixels du quad sont définis dans l’ordre de lecture ou de ligne d’analyse , où les coordonnées d’un quad sont les suivantes :

+---------> X

| [0] [1]

| [2] [3]

v

Y

Ces routines fonctionnent dans des nuanceurs de calcul ou des nuanceurs de pixels. Dans les nuanceurs de calcul, ils fonctionnent dans des quads définis comme des groupes uniformément divisés de 4 dans une vague SIMD. Dans les nuanceurs de pixels, ils doivent être utilisés sur les ondes capturées par WaveQuadLanes, sinon les résultats ne sont pas définis.

intrinsèque Description nuanceur de pixels de nuanceur de calcul
QuadReadLaneAt Retourne la valeur source spécifiée lue à partir de la voie du quad actuel identifié par quadLaneID [0..3] qui doit être uniforme sur le quad. *
QuadReadAcrossDiagonal Retourne la valeur locale spécifiée qui est lue à partir de la voie en diagonale opposée dans ce quad. *
quadReadAcrossX Retourne la valeur source spécifiée lue à partir de l’autre voie dans ce quad dans la direction X. *
QuadReadAcrossY Retourne la valeur source spécifiée lue à partir de l’autre voie dans ce quad dans la direction Y. *

Fonctionnalité matérielle

Pour vérifier que les fonctionnalités d’opération d’onde sont disponibles sur n’importe quel matériel spécifique, appelez ID3D12Device ::CheckFeatureSupport, notant la description et l’utilisation de la structure D3D12_FEATURE_DATA_D3D12_OPTIONS1.

  • Guide de programmation pour hlSL
  • intrinsèques du nuanceur Model 6