API Vulkan: Όλα όσα πρέπει να ξέρετε

• 2019

Αν σας αρέσει να κρατάτε μια καρτέλα στις τελευταίες τεχνολογίες, πρέπει να έχετε ακούσει για το Vulkan. Το API Vulkan είναι το τελευταίο και μεγαλύτερο από τα γραφικά API, που ανακοινώθηκε από τον Khronos Group, τα άτομα που βρίσκονται πίσω από το τρέχον πρότυπο OpenGL. Το όνομα του έργου Vulkan ανακοινώθηκε επίσημα κατά τη διάσκεψη προγραμματιστών παιχνιδιών το 2015 και η πρώτη έκδοση του API ξεκίνησε τον Φεβρουάριο του 2016. Το νέο API στοχεύει στη λήψη γραφικών παιχνιδιών στο επόμενο επίπεδο, επομένως αν ενδιαφέρεστε για το λεπτομέρειες, είμαστε εδώ για να σας το δώσουμε.

Συζητάμε τι είναι το Vulkan API, πώς είναι διαφορετικό από τον προκάτοχό του OpenGL και πως το Vulkan API μπορεί να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται παιχνίδια και άλλες γραφικές εφαρμογές στο εγγύς μέλλον. Διαβάστε παρακάτω για να εξερευνήσετε αυτή τη συναρπαστική εξέλιξη στον κόσμο της απεικόνισης και των γραφικών.

Τι είναι το Vulkan API;

Πριν από δύο χρόνια, η AMD παρουσίασε το Mantle, απαλλαγμένο από API που στοχεύει σε τρισδιάστατα παιχνίδια και παρόλο που έδειξε ότι υπόσχεται ότι είναι μια πιο γρήγορη λύση για την απόδοση γραφικών, η AMD σκότωσε το έργο. Στη συνέχεια, η AMD έδωσε τα συστατικά API του Mantle στον όμιλο Khronos για να αναπτύξει ένα πρότυπο API για απόδοση. Λοιπόν, το αποτέλεσμα είναι το νέο Vulcan API.

Το API Vulkan είναι ένα API χαμηλού επιπέδου προβολής που μπορεί να αξιοποιήσει καλύτερα τις πολυεπεξεργαστές που είναι πανταχού παρούσες και θα παρέχει επίσης προγράμματα με πιο άμεση πρόσβαση στην CPU και τη GPU του συστήματος. Είναι επίσης agnostic OS. Αυτό σημαίνει ότι οι εφαρμογές που χρησιμοποιούν Vulkan API θα είναι εύκολα φορητές.

Όντας έτοιμοι παίκτες και λάτρεις παιχνιδιών οι ίδιοι, αποφασίσαμε να ρίξουμε μια ματιά στο μέλλον του πώς τα παιχνίδια θα αναπτυχθούν σύντομα και πώς (αν καθόλου) θα βελτιώσει την εμπειρία μας στο παιχνίδι.

Χαρακτηριστικά

Το API Vulkan έχει αρκετά χαρακτηριστικά που το κάνουν διαφορετικό και καλύτερο από τον προκάτοχό του OpenGL:

1. Το Vulkan API προσπαθεί να ισορροπήσει φορτία επεξεργασίας εξίσου μεταξύ κάθε πυρήνα σε περιβάλλον πολλαπλών πυρήνων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε πυρήνας στον επεξεργαστή χρησιμοποιείται για να μεγιστοποιηθεί η απόδοση .

• Αυτό θα κάνει μια πολύ αισθητή διαφορά στην απόδοση γραφικών που απαιτούν πολλές κλήσεις κλήρωσης.

• Με τα API παλαιού τύπου, πιο συχνά, η CPU είναι μια συμφόρηση. Ωστόσο, ο Vulkan τοποθετεί επεξεργαστές πολλαπλών πυρήνων σε τόσο καλή χρήση, ότι είναι πιο πιθανό ότι θα υπάρξει πρόβλημα στη GPU.

2. Το API Vulcan θα προσφέρει άμεση πρόσβαση στη GPU, η οποία θα αποφύγει περιττά έξοδα για την πρόσβαση στη GPU για κλήσεις κλήσης και άλλες εγκαταστάσεις GPU.

• Αυτό σημαίνει ότι τα βαρύτερα παιχνίδια δεν θα είναι τώρα τόσο εντατικά όσο η CPU. Επίσης, οι οδηγοί θα παίξουν μικρότερο ρόλο στην παροχή πρόσβασης στη GPU, καθιστώντας τη μεταφορά των πληροφοριών πολύ πιο γρήγορα.

3. Το API σχεδιάστηκε επίσης για να είναι εντελώς εγκάρσια πλατφόρμα .

• Δεν υπάρχουν πλέον API διακλάδωσης για κινητά, επιτραπέζιους υπολογιστές και κονσόλες. Το Vulkan API θα είναι το ίδιο σε κάθε συσκευή με συμβατή GPU.

4. Ενώ το OpenGL κράτησε τη χρήση της μνήμης και συγχρονισμού της GPU κρυμμένη, ο Vulkan το εκθέτει και δίνει στους προγραμματιστές ακόμα καλύτερο έλεγχο της GPU και του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιείται.

• Το Vulkan επιτρέπει στους προγραμματιστές να ελέγχουν πώς η GPU μορφοποιεί τις υφές, διαχειρίζεται τη μνήμη και εκτελεί συγχρονισμό.

• Ωστόσο, εξακολουθεί να αποκρύπτει αρκετές πληροφορίες για να διατηρήσει τη συμβατότητα μεταξύ πλατφορμών .

5. Το Vulkan χρησιμοποιεί την ενδιάμεση γλώσσα SPIR-V για παράλληλους υπολογιστές και γραφικά. Το SPIR-V, όπως και οι προκάτοχοί του, SPIR1.2 και SPIR2.0, έχει αναπτυχθεί από τον όμιλο Khronos, με τη διαφορά ότι το SPIR-V δεν χρησιμοποιεί το LLVM. Το SPIR-V επιτρέπει στο Vulkan να έχει έναν κοινό μεταγλωττιστή σε κάθε πλατφόρμα. Οι προγραμματιστές επίσης δεν χρειάζεται να μεταφέρουν τον πυρήνα, τον κώδικα shader και η εφαρμογή του οδηγού απλοποιείται.

Πώς μπορεί να μας βοηθήσει η Vulkan ως τελικοί χρήστες

Το API Vulkan, όταν υλοποιηθεί πλήρως από τους προγραμματιστές, μπορεί να βελτιώσει δραστικά την εμπειρία παιχνιδιού του τελικού χρήστη (που είσαι εσύ και εμένα!). Σκεφτείτε τα γραφικά επιπέδου κονσόλας σε κινητές συσκευές, ίσως ακόμη και γραφικά γραφικών επιτραπέζιων υπολογιστών για κορυφαίες εταιρίες με αξιόλογους επεξεργαστές!

1. Δεδομένου ότι τα περισσότερα κινητά SoCs αυτές τις μέρες είναι επίσης multi-core, Vulkan θα χρησιμοποιήσει τους επεξεργαστές στο μέγιστο δυνατό βαθμό, καθιστώντας τα παιχνίδια ομαλότερα (υψηλότερα FPS).

2. Επίσης, δεδομένου ότι η Vulkan παρέχει χαμηλή πρόσβαση στο GPU της συσκευής, αυτό σημαίνει ότι τα παιχνίδια θα μπορούν πλέον να μειώσουν το χρόνο που απαιτείται για να αποκτήσουν πρόσβαση σε πόρους GPU σε μεγάλο βαθμό. Για άλλη μια φορά, αυτό μεταφράζεται σε καλύτερα γραφικά σε υψηλότερα καρέ ανά δευτερόλεπτο, κάνοντας μέγιστη χρήση των δυνατοτήτων της GPU .

3. Ενώ οι πολλαπλές δυνατότητες πλατφόρμας, καθιστώντας ευκολότερη τη φορητότητα για παιχνίδια, ίσως να μην σας επηρεάσουν άμεσα ως τελικό χρήστη, αυτό σημαίνει ότι τα αγαπημένα σας παιχνίδια και οι γραφικές εφαρμογές θα είναι διαθέσιμα σε όλες σχεδόν τις πλατφόρμες εκεί έξω. Οι δυνατότητες είναι ατελείωτες και περιορίζονται μόνο από τη φαντασία μας.

4. Τα παιχνίδια θα είναι επίσης σε θέση να εξασφαλίσουν ομαλότερη απόδοση εξασφαλίζοντας ότι η GPU δίνει μεγαλύτερη προσοχή (διαβάστε: διαθέτει περισσότερη μνήμη και δίνει προτίμηση) σε πράγματα που είναι άμεσα ορατά από το χρήστη, καθιστώντας το παιχνίδι πιο ανοσοποιημένο σε καθυστερήσεις και σταγόνες καρέ .

Επιλογές για προγραμματιστές

Ενώ ένα χαμηλού επιπέδου API για γραφικά χαμηλού κόστους είναι αναμφισβήτητα μια καλή ιδέα, δεν είναι μια προφανής έλξη για κάθε προγραμματιστή, ειδικά για τα νέα. Ο προγραμματισμός σε ένα χαμηλότερο επίπεδο, πιο κοντά στο επίπεδο του υλικού, απαιτεί αρκετά περισσότερη αντοχή από τον προγραμματισμό σε υψηλότερο επίπεδο, το οποίο είναι πιο αφηρημένο. Αυτό δεν είναι σε καμία περίπτωση ένα σοκ. Είναι αρκετά προφανές και είναι ακριβώς γιατί οι προγραμματιστές θα έχουν τρεις διαφορετικές επιλογές σχετικά με τον τρόπο χρήσης του Vulkan για τα αναπτυξιακά τους έργα.

1. Χρησιμοποιήστε το API Vulkan άμεσα

• Αυτό θα παρέχει την χαμηλότερη πρόσβαση στο υλικό και προφανώς δεν πρόκειται να αποτελέσει επιλογή για όλους. Ωστόσο, αυτό το επίπεδο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία εργαλείων συγκριτικής αξιολόγησης για άλλες εφαρμογές που αναπτύχθηκαν χρησιμοποιώντας το Vulkan.

2. Χρησιμοποιήστε τις Βιβλιοθήκες

• Ενδεχομένως η πιο βιώσιμη επιλογή για προγραμματιστές που μεταβαίνουν από το OpenGL στο Vulkan.

• Οι περισσότερες βιβλιοθήκες θα είναι ανοικτού κώδικα, έτσι ώστε οι προγραμματιστές που έχουν εμπειρία στην ανάπτυξη χρησιμοποιώντας το OpenGL μπορούν να δοκιμάσουν και να μεταφέρουν τις εφαρμογές τους OpenGL στο Vulkan API με σχετική ευκολία, αντί να χρειάζεται να κάνουν μια πλήρη αναθεώρηση ή να ξεκινήσουν από το μηδέν.

3. Χρησιμοποιήστε μηχανές παιχνιδιών βελτιστοποιημένες με Vulkan

• Είμαστε βέβαιοι ότι αυτό είναι όπου οι περισσότεροι προγραμματιστές θα μπουν μέσα. Οι μηχανές παιχνιδιών σχεδιάζονται και αναπτύσσονται από καλά εδραιωμένους, έμπειρους βιομηχανικούς βαρέων βαρών και μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκολα από προγραμματιστές (τόσο έμπειρους όσο και αρχάριους) για να δημιουργήσουν παιχνίδια που χρησιμοποιούν τα πλεονεκτήματα που προσφέρεται από το Vulkan API.

• Οι προγραμματιστές όπως οι Epic Games (Unreal Engine) και η Unity (Unity Engine) έχουν ήδη ανακοινώσει την υποστήριξη Vulkan στους επερχόμενους κινητήρες τους και πολλά άλλα έχουν ανακοινώσει σχέδια για να ακολουθήσουν.

ΒΛΕΠΕ ΕΠΙΣΗΣ: Κατανόηση του APFS: Το νέο σύστημα αρχείων από την Apple

Λάβετε ενθουσιασμένοι!

Σε περίπτωση που το άρθρο δεν σας πείσει ... ενθουσιάστε! Τώρα! Το Vulkan υπόσχεται να είναι το είδος πρωτοποριακής ανάπτυξης API γραφικών που θα βελτιώσει τη ζωή των τυχερών παιχνιδιών. Υπάρχουν ήδη βίντεο συγκρίσεων μεταξύ των επιδόσεων Vulkan και OpenGL και τα αποτελέσματα είναι απλά εκπληκτικά. Αν αυτά τα βίντεο είναι οποιαδήποτε ένδειξη, ετοιμαστείτε να βιώσετε εκπληκτική ποιότητα γραφικών παντού, συμπεριλαμβανομένων των κινητών σας, χάρη στην άφιξη του API Vulcan!

Τι πιστεύεις για το Vulkan; Πιστεύετε ότι θα είναι μια μεγάλη βελτίωση σε σχέση με το τρέχον πρότυπο OpenGL; Ενημερώστε μας στα παρακάτω σχόλια.