발전에도 불구하고 현대 GPU에는 여전히 고정 래스터 라이저가 있습니다. 프로그래밍 가능한 쉐이더를 통해 고도로 사용자 정의 가능하지만 완전히 프로그래밍 할 수는 없습니다.

왜 그런 겁니까?

래스터 라이저가 사용자가 제공 한 해당 장치의 소프트웨어 인 범용 컴퓨팅 장치를 갖춘 GPU가 단순히 병렬 병렬 장치가 될 수없는 이유는 무엇입니까?

고정 기능 하드웨어를 갖는 것이 성능면에서 유리한데 그러한 접근이 불가능한가?

간단히 말해서 성능상의 이유로 프로그래밍 할 수없는 이유가 있습니다.

역사와 시장

과거에는 부풀린 FPU 설계를 피하기 위해 정점 프로세서와 프래그먼트 프로세서를위한 별도의 코어가있었습니다. 예를 들어 프래그먼트 셰이더 코드에서만 수행 할 수있는 몇 가지 수학적 연산이있었습니다 (이는 대부분 프래그먼트 셰이더에만 관련되어 있기 때문입니다). 이로 인해 각 유형의 코어의 잠재력을 최대한 활용하지 못한 애플리케이션에 심각한 하드웨어 병목 현상이 발생합니다.

프로그래머블 쉐이더가 점점 대중화되면서 유니버설 유닛이 도입되었습니다. 스케일링을 돕기 위해 점점 더 많은 그래픽 파이프 라인 단계가 하드웨어로 구현되었습니다. 이 기간 동안 GPGPU도 인기를 얻었으므로 공급 업체는이 기능 중 일부를 통합해야했습니다. GPU 수입의 대부분은 여전히 ​​비디오 게임이므로 성능을 방해 할 수는 없습니다.

결국 큰 플레이어 인 Intel은 Larrabee 아키텍처를 사용하여 프로그래밍 가능한 래스터 라이저에 투자하기로 결정했습니다 . 이 프로젝트는 획기적인 것이었지만 성능은 분명히 원하는 것보다 낮았습니다 . 종료되었으며 일부는 Xeon Phi 프로세서를 위해 회수되었습니다. 다른 벤더가이를 구현하지 않았다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

소프트웨어 래스터 라이저 시도

소프트웨어를 통한 래스터 화 시도가 있었지만 모두 성능에 문제가있는 것 같습니다.

주목할만한 노력 중 하나 는 2011 년이 백서 에서 Nvidia 의 시도 였습니다 . 이것은 Larrabee가 종료 된 시점에 가까운 시점에 릴리스되었으므로 이에 대한 응답 일 가능성이 큽니다. 그럼에도 불구하고 여기에는 몇 가지 성능 수치가 있으며 대부분 하드웨어 래스터 라이저보다 성능이 여러 배 느립니다.

소프트웨어 래스터 화 관련 기술 문제

Nvidia 논문에는 많은 문제가있었습니다. 소프트웨어 래스터 라이저의 가장 중요한 문제는 다음과 같습니다.

주요 이슈

• 보간 : 하드웨어 구현은 특수 하드웨어에서 보간 방정식을 생성합니다. 소프트웨어 렌더러는 프래그먼트 셰이더에서 수행되어야하므로 속도가 느립니다.

• 앤티 앨리어싱 : 앤티 앨리어싱 (특히 메모리)과 관련된 성능 문제도있었습니다. 서브 픽셀 샘플에 관한 정보는 온칩 메모리에 저장해야하며,이를 보유하기에는 충분하지 않습니다. Julien Guertault는 소프트웨어에서 텍스처 캐시 / 캐시가 느려질 수 있다고 지적했습니다. MSAA는 캐시 (텍스처가 아닌 캐시)를 오버플로하고 칩의 메모리로 들어가기 때문에 확실히 문제가 있습니다. 래스터 라이저는 해당 메모리에 저장된 데이터를 압축하여 성능을 향상시킵니다.

• 전력 소비 : Simon F는 전력 소비가 더 낮을 것이라고 지적했습니다. 이 논문은 커스텀 ALU가 래스터 라이저 (전력 소비를 줄일 수 있음)에 있다고 언급했으며, 과거에는 프래그먼트 및 버텍스 처리 장치가 커스텀 명령어 세트 (사용자 정의 ALU도 가능)를 가지고 있었기 때문에 이것은 의미가 있습니다. 많은 시스템 (예 : 모바일)에서는 병목 현상이 발생하지만 성능을 넘어서는 의미는 있습니다.

요약

TL; DR : 소프트웨어 렌더링을 지나칠 수없는 비 효율성이 너무 많아서 이런 것들이 더해집니다. 특히 VRAM 대역폭, 동기화 문제 및 추가 계산을 처리 할 때 더 큰 제한이 있습니다.