DirectCompute

DirectCompute — интерфейс программирования приложений (API), который входит в состав DirectX — набора API от Microsoft, который предназначен для работы на IBM PC-совместимых компьютерах под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows. DirectCompute предназначен для выполнения вычислений общего назначения на графических процессорах, являясь реализацией концепции GPGPU. Изначально DirectCompute был опубликован в составе DirectX 11, однако позже стал доступен и для DirectX 10 и DirectX 10.1.

Технологическое описание

DirectCompute, впервые появившись в составе DirectX 11, стал одним из важнейших его нововведений, первой технологией в составе DirectX, предоставившей доступ к вычислениям общего назначения на графических процессорах (англ. GPU).^[1]

DirectCompute присутствует в трёх версиях:^[1]

• DirectCompute 10 для GPU, которые поддерживают Direct3D 10;
• DirectCompute 10.1 для GPU, которые поддерживают Direct3D 10.1;
• DirectCompute 11 для GPU, которые поддерживают Direct3D 11.

Если версии DirectCompute 10 и DirectCompute 10.1 почти одинаковы по функциональным возможностям, то DirectCompute 11 предоставляет существенно больше функций:

• 3D Thread Dispatch предоставляет возможность при помощи одного трёхмерного потока массива заменить несколько двумерных.
• Максимальное количество потоков по сравнению с DirectCompute 10/10.1 увеличено на 33%: с 768 до 1024.
• Объём памяти, выделяемый на группу потоков, был увеличен с 16 Кб до 32 Кб.
• Улучшен доступ к памяти: если для DirectCompute 10/10.1 возможность чтения и записи были возможны лишь в область памяти размером 256 Кб, то в DirectCompute 11 этот размер уменьшен до 32 Кб.
• Появились т.н. атомарные операции, которые дали возможность каждому потоку использовать защищенные области памяти.
• Были добавлены вычисления с двойной точностью.
• Была добавлена Gather4 — выборка из графической памяти, скорость работы которой при определённых условиях может в четыре раза превышать скорость предыдущих выборок.^[1]

Несмотря на нацеленность на неграфические вычисления общего назначения, DirectCompute может использоваться и в игровой графике. Так, он может использоваться при рендеринге теней, рендеринге полупрозрачных поверхностей без предварительной сортировки (англ. order independent transparency) и некоторых других областях. Также DirectCompute может использоваться для трассировки лучей, обработке и фильтрации цифровых изображений, просчёте алгоритмов игрового искусственного интеллекта и для других задач.^[1]

Особенный интерес DirectCompute вызывает при просчёте алгоритмов физических движков. С помощью DirectCompute можно обрабатывать механику твёрдых тел, физику тканей и гидрогазодинамику. Компания AMD активно работает с DirectCompute в рамках проекта Open Physics Initiative.^[2]

Использование и поддержка

DirectCompute поддерживается всеми основными компаниями на рынке производства графических процессоров: AMD и nVidia. На графических процессорах производства AMD технология AMD FireStream работает «поверх» DirectCompute. AMD в сотрудничестве с Pixelux Entertainment и Эрвином Кумансом в рамках проекта Open Physics Initiative работает над переносом физических вычислений на GPU. Кроме этого, в сотрудничестве с компанией CyberLink AMD работает над «переносом» на DirectCompute алгоритмов кодирования и декодирования видеоданных, редактирования видео, распознавания лиц.^[3]

На графических процессорах производства nVidia DirectCompute работает «поверх» CUDA. На Game Developers Conference 2009 nVidia показала свои первые три технологические демонстрации DirectCompute, которые выполнялись на GeForce GTX 280.^[4]

Существует специальный бенчмарк, тестирующий DirectCompute.^[5]

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Андрей Воробьев, Алексей Берилло ATI RADEON HD 5870 1024MB PCI-E. iXBT.com (23 сентября 2009 года). Архивировано из первоисточника 17 марта 2012. Проверено 20 октября 2010.
2. ↑ Gus Class DirectCompute Lecture Series 230: GPU Accelerated Physics  (англ.). MSDN (11 августа 2010 года). Архивировано из первоисточника 3 июля 2012. Проверено 20 октября 2010.
3. ↑ AMD AMD and CyberLink Accelerate Video Applications with Windows 7 DirectX 11 DirectCompute  (англ.). BmR (9 октября 2009 года). Архивировано из первоисточника 3 июля 2012. Проверено 20 октября 2010.
4. ↑ DirectCompute  (англ.). Официальный сайт nVidia. Архивировано из первоисточника 20 октября 2010 года. Проверено 20 октября 2010.
5. ↑ Regeneration First DirectCompute Benchmark Released  (англ.). NGOHQ (4 ноября 2009 года). Архивировано из первоисточника 3 июля 2012. Проверено 20 октября 2010.

Внешние ссылки

• Ian McNaughton DirectX 11 – What to expect!  (англ.). Официальный сайт AMD (9 сентября 2009 года). Архивировано из первоисточника 29 февраля 2012. Проверено 20 октября 2010.
• Редакция THG Что технология DirectCompute значит для геймеров?  (рус.). Tom's Hardware (24 апреля 2012 года). Архивировано из первоисточника 11 мая 2012. Проверено 24 апреля 2012.