Jądra metalu nie zachowują się poprawnie na nowych procesorach graficznych MacBook Pro (koniec 2016 r.)

Question

Pracuję nad projektem MacOS, który wykorzystuje Swift i Metal do przetwarzania obrazu na GPU. W zeszłym tygodniu otrzymałem nowy 15-calowy MacBook Pro (koniec 2016 r.) I zauważyłem coś dziwnego w moim kodzie: jądra, które miały pisać na fakturze, nie zdawały się tego robić ...

Po wielu kopanie, stwierdziłem, że problem wiąże się z wykorzystywaniem GPU przez Metal (AMD Radeon Pro 455 lub Intel (R) HD Graphics 530) do wykonywania obliczeń.

Inicjowanie MTLDevice przy użyciu MTLCopyAllDevices() zwraca tablicę urządzeń reprezentujących procesory graficzne Radeon i Intel (podczas gdy MTLCreateSystemDefaultDevice() zwraca domyślne urządzenie, którym jest Radeon). W każdym razie kod działa zgodnie z oczekiwaniami z procesorem Intel GPU, ale nie jest tak w przypadku procesora graficznego Radeon.

Pozwól, że pokażę ci przykład.

Aby rozpocząć, tutaj jest prosty jądro że bierze fakturę wejściowy i kopie jego kolor do tekstury wyjściowa:

kernel void passthrough(texture2d<uint, access::read> inTexture [[texture(0)]], 
          texture2d<uint, access::write> outTexture [[texture(1)]], 
          uint2 gid [[thread_position_in_grid]]) 
    { 
     uint4 out = inTexture.read(gid); 
     outTexture.write(out, gid); 
    } 

zamówić używać tego jądra, używam ten kawałek kodu:

let devices = MTLCopyAllDevices() 
    for device in devices { 
     print(device.name!) // [0] -> "AMD Radeon Pro 455", [1] -> "Intel(R) HD Graphics 530" 
    } 

    let device = devices[0] 
    let library = device.newDefaultLibrary() 
    let commandQueue = device.makeCommandQueue() 

    let passthroughKernelFunction = library!.makeFunction(name: "passthrough") 

    let cps = try! device.makeComputePipelineState(function: passthroughKernelFunction!) 

    let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer() 
    let commandEncoder = commandBuffer.makeComputeCommandEncoder() 

    commandEncoder.setComputePipelineState(cps) 

    // Texture setup 
    let width = 16 
    let height = 16 
    let byteCount = height*width*4 
    let bytesPerRow = width*4 
    let region = MTLRegionMake2D(0, 0, width, height) 
    let textureDescriptor = MTLTextureDescriptor.texture2DDescriptor(pixelFormat: .rgba8Uint, width: width, height: height, mipmapped: false) 

    // inTexture 
    var inData = [UInt8](repeating: 255, count: Int(byteCount)) 
    let inTexture = device.makeTexture(descriptor: textureDescriptor) 
    inTexture.replace(region: region, mipmapLevel: 0, withBytes: &inData, bytesPerRow: bytesPerRow) 

    // outTexture 
    var outData = [UInt8](repeating: 128, count: Int(byteCount)) 
    let outTexture = device.makeTexture(descriptor: textureDescriptor) 
    outTexture.replace(region: region, mipmapLevel: 0, withBytes: &outData, bytesPerRow: bytesPerRow) 

    commandEncoder.setTexture(inTexture, at: 0) 
    commandEncoder.setTexture(outTexture, at: 1) 
    commandEncoder.dispatchThreadgroups(MTLSize(width: 1,height: 1,depth: 1), threadsPerThreadgroup: MTLSize(width: width, height: height, depth: 1)) 

    commandEncoder.endEncoding() 
    commandBuffer.commit() 
    commandBuffer.waitUntilCompleted() 

    // Get the data back from the GPU 
    outTexture.getBytes(&outData, bytesPerRow: bytesPerRow, from: region , mipmapLevel: 0) 

    // Validation 
    // outData should be exactly the same as inData 
    for (i,outElement) in outData.enumerated() { 
     if outElement != inData[i] { 
      print("Dest: \(outElement) != Src: \(inData[i]) at \(i))") 
     } 
    } 

Po uruchomieniu tego kodu z let device = devices[0] (GPU Radeon), outTexture nigdy nie jest zapisywane (moje przypuszczenie), w wyniku czego outData pozostaje niezmieniona. Z drugiej strony, podczas uruchamiania tego kodu z let device = devices[1] (Intel GPU) wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami, a dane wyjściowe są aktualizowane wartościami w inData.

Answer 1

Myślę, że zawsze, gdy GPU zapisuje do zasobu MTLStorageModeManaged, takiego jak tekstura, a następnie chcesz odczytać ten zasób z procesora (na przykład przy użyciu getBytes()), musisz zsynchronizować go za pomocą kodera blit. Spróbuj umieścić następujące powyżej linii commandBuffer.commit():

let blitEncoder = commandBuffer.makeBlitCommandEncoder() 
blitEncoder.synchronize(outTexture) 
blitEncoder.endEncoding() 

można uciec bez tego na zintegrowanym GPU, ponieważ GPU wykorzystuje pamięć systemową dla zasobu i nie ma nic do synchronizacji.