가변 길이 루프가 GPU 쉐이더에 미치는 영향

예를 들어 데모 씬에서 GPU 내부에 절차 적 내용을 렌더링하는 것이 인기가 있습니다 (화면을 채우기 위해 단일 쿼드를 그려 GPU가 픽셀을 계산하게 함).

레이 행진 이 인기가 있습니다.

이것은 GPU가 픽셀 당 알 수없는 루프 반복 횟수를 실행하고 있음을 의미합니다 (그러나 상한을 가질 수는 있음 maxIterations).

가변 길이 루프를 사용하면 셰이더 성능에 어떤 영향을 줍니까?

간단한 광선 행진 psuedocode를 상상해보십시오.

t = 0.f;
while(t < maxDist) {
    p = rayStart + rayDir * t;
    d = DistanceFunc(p);
    t += d;
    if(d < epsilon) {
       ... emit p
       return;
    }
}

다양한 주류 GPU 제품군 (Nvidia, ATI, PowerVR, Mali, Intel 등)은 어떤 영향을 받습니까? 버텍스 쉐이더, 특히 프래그먼트 쉐이더?

어떻게 최적화 할 수 있습니까?

GDC 2012에서 GPU 거리 필드 레이 마칭 (및 기타 주제)에 대한 좋은 이야기가있었습니다. http://directtovideo.wordpress.com/2012/03/15/get-my-slides-from-gdc2012/

성능면에서 최신 (DX11 급) 그래픽 카드는 잠금 단계에서 32 (NVIDIA) 또는 64 (AMD) "스레드"를 실행하는 SIMD 장치에서 셰이더를 실행합니다. 이 그룹은 날실 또는 파면으로 다양하게 알려져 있습니다. 픽셀 셰이더의 경우 각 스레드는 하나의 픽셀과 동일하므로 SIMD 장치가 8x4 (NVIDIA) 또는 8x8 (AMD) 픽셀 블록과 같은 것을 함께 처리 할 것으로 예상됩니다. 분기 및 흐름 제어는 파면마다 수행되므로 파면의 모든 스레드는 해당 파면 내의 가장 깊은 개별 픽셀 수만큼 반복되어야합니다. SIMD 레인 마스크는 이미 완료된 픽셀의 실행을 해제하지만 여전히 전체 웨이브 프런트의 흐름 제어와 함께 자동으로 진행해야합니다. 물론 이것은 분기가 일관된 경우 시스템이 훨씬 더 효율적이며

필자의 경험에 따르면 웨이브 프론트 브랜치의 모든 스레드가 동일한 방식으로도 분기 오버 헤드가 여전히 높습니다. 일부 경우 오버 헤드를 일부 상각하기 위해 루프를 풀면 성능이 향상되는 것을 보았습니다. 그러나 각 루프 반복에서 수행하는 작업량에 따라 다릅니다. 루프 바디에 충분한 "재료"가 있으면 롤링이 승리하지 않습니다.

SIGGRAPH 2008 : 프로그래밍 가능한 음영을 넘어서 Teraflop : GPU 쉐이더 코어 작동 방식 (pdf)에서 Running Code를 읽는 것이 좋습니다 . 동적 분기에 대해 설명합니다.

동적 브랜칭과 관련하여 하나의 추가 참고 사항 (명확하지만 여전히 일부 사람들에게 주목할 가치가 있음) : 언롤 루프의 성능에 심각한 영향을 줄 수 있습니다 (일정하지 않은 반복 횟수가 있으면 루프를 풀 수 없습니다) .

int s = 0;

이제 for (int k = 1; k <= n; k ++) {s + = k;}는 s = n * (n + 1) / 2와 같습니다.

그래서 일반적으로 사실이 아닙니다 : D