【譯】拆解D3D12和Vulkan中的Barrier（二）
現(xiàn)在讓我們看看MJP-3000的基本原理。命令處理器在命令緩沖區(qū)中遇到DISPATCH命令時，會將32個請求的線程排入線程隊(duì)列中。1個周期后，16個著色器核心的每一個都讀取程序A中的一個線程并開始執(zhí)行它們。同時，線程隊(duì)列中還剩下16個線程。100個周期之后，第一批線程完成并結(jié)果存儲在內(nèi)存中。下一個周期也就是第103個周期時，第二批16個線程也將著色器內(nèi)核上執(zhí)行。此時線程隊(duì)列為空。最后，在總共203個周期之后，所有線程全部完成，它們的結(jié)果存儲在內(nèi)存中。
了解GPU的基本原理后，接下來將介紹同步的概念。在GPU中，需要以某種方式等待所有線程達(dá)到特定點(diǎn)后才能繼續(xù)。當(dāng)執(zhí)行大量新線程時，可以轉(zhuǎn)化為“等待一組中的所有線程完成，然后第二組中的線程開始執(zhí)行”的情況。為了處理這種情況，可以插入一個同步點(diǎn)，讓命令處理器等待，直到dispatch A的所有線程運(yùn)行完畢，然后再處理dispatch B。這種操作稱為刷新（FLUSH），它將執(zhí)行以下操作：命令處理器執(zhí)行刷新操作時，它將一直等待，直到所有著色器核心都運(yùn)行完線程從而閑置下拉。
使用刷新進(jìn)行同步，可以確保dispatch B不會與dispatch A重疊，從而確保dispatch B可以正確訪問dispatch A的輸出結(jié)果。這種操作與在D3D12中使用D3D12_RESOURCE_UAV_BARRIER類似，后者也希望所有正在等待被執(zhí)行的寫入命令都被執(zhí)行完。但是性能的代價是增加總處理時間，例如，從304個周期增加到406個周期，增加了25%。這取決于線程數(shù)量以及執(zhí)行時間等因素。
對于線程數(shù)量較多的dispatch，使用刷新或barrier并無太大差異。但對于線程數(shù)量較小的dispatch，使用barrier的性能影響就更大。例如，如果有兩個dispatch都是獨(dú)立的，并且它們之間沒有依賴關(guān)系，那么我們讓它們同時執(zhí)行也沒什么問題。而對線程數(shù)非常大的dispatch，是否使用flush/barrier并無太多差別，但對于線程數(shù)很小的dispatch，差別就大了。例如，如果有8個線程的dispatch，并使用flush，它們執(zhí)行完成需要200個周期，但如果并行執(zhí)行的話只要100個周期！
如果你把這種方法對應(yīng)到CPU上的話，這種重疊可以被認(rèn)為是一種指令級并行（Instruction Level Parallelism），并行操作是在命令流中顯式指定的，這使其與VLIW體系結(jié)構(gòu)的工作原理有些相似。
另一種提高性能的方法是，當(dāng)C只需要執(zhí)行100個周期時，可以利用執(zhí)行A時候的空閑核心去執(zhí)行C。但如果現(xiàn)在C很復(fù)雜，需要執(zhí)行400個周期怎么辦？在這種情況下，雖然A和C之間有部分是同時執(zhí)行，但A執(zhí)行完后仍然還要等待300個周期C才執(zhí)行完，這段時間一半著色器核心都處在空閑狀態(tài)。這是因?yàn)槲覀兪褂昧薋lush命令，要求命令處理器需要等待未被執(zhí)行完成的A或C執(zhí)行完成，才能繼續(xù)執(zhí)行下一個命令。這時，可以通過使用MJP-3000的SIGNAL_POST_SHADER和WAIT_SIGNAL命令來解決這個問題。這些命令可以由命令處理器解析和執(zhí)行，允許命令處理器在前面的dispatch仍然在執(zhí)行的時候就處理下一個命令。同時，通過消除dispatch C上的長時間閑置，可以提高效率。
在實(shí)際的GPU上，這種split barrier的優(yōu)點(diǎn)更多。例如，如果只是簡單的使用barrier，那么成本并不低，甚至比閑置的著色器核心更加浪費(fèi)資源。但是同時執(zhí)行這些Draw / Dispatch的能力完全取決于GPU架構(gòu)的細(xì)節(jié)。即使我們使用了Split barrier，但在特定條件同時執(zhí)行不同的dispatch時的能力也非常有限。如果依賴圖非常復(fù)雜，這種方式可能仍然不太高效。在第三章中將重新討論這個事情，討論使用一些硬件上的更新來克服這些限制。
【譯】拆解D3D12和Vulkan中的Barrier(二)
使用刷新進(jìn)行同步，可以確保dispatch B不會與dispatch A重疊，從而確保dispatch B可以正確訪問dispatch A的輸出結(jié)果。這種操作與在D3D12中使用D3D12_RESOURCE_UAV_BARRIER類似，后者也希望所有正在等待被執(zhí)行的寫入命令都被執(zhí)行完。但是性能的代價是增加總處理時間，例如，從304個周期增加到406個周期，增加了2...
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