Working with Metal—Overview

看完这个 WWDC 之后的总结。 ?

Metal 可以在单位时间内提供 10 倍的 draw call 调用。 ?

Background

About Draw Call

每一次 draw call 调用都必须有自己的状态向量，比如着色器、纹理等。而改变状态向量对 CPU 来说是比较耗时的，因此单位时间内 draw call 的次数有限。
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CPU 负责把状态向量的改变翻译为硬件命令 (hardware command)，然后告诉 GPU。 ?

Metal 的优化点

在 Metal 之前，如果使用了 GPU 的 API，每一帧耗在 CPU 的时间，可以分为应用中 API 时间和把 GPU 的 API 调用翻译为 GPU 指令的时间。而 Metal减少的就是这部分时间。? ?

下面就是使用了 Metal 后的时间对比。
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为何 GPU 编程代价昂贵

1. State validation
   
   • 需要验证 API 调用正确
     
   • 需要把 API 的状态映射到硬件的状态
2. Shader compilation
   
   • 需要运行时编译生成 GPU 对应的硬件代码
     
   • 有时改变状态时，需要重新编译 shaders
3. Sending work to GPU
   
   • 需要把数据组织成 GPU 易于理解的格式
     
   • 经常需要批量调用，以提高单位时间的 draw call 次数，降低了灵活性
     

Metal 把部分工作放在了编译和加载时

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这里的频率是从用户的角度看到的，即用户不会经历 build 的过程。 ?

API concepts

写代码时用到的所有类型之间的关系。
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在编译之后，模型如下所示，不需要进一步的验证之类的事情。
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Command encoders generate commands immediately，没有 state validation 的过程，可以理解为直接调用硬件驱动。 ?

Resource Update Model

A7处理器之后， ?

• CPU and GPU share same storage
  
• 没有隐含的数据拷贝
  
• CPU 和 GPU 之间的数据是自动同步的，不需要显式的缓存管理、flush。
  

Metal 提供了两种资源类型：
- Textures (formatted images)
- Data buffers (unformatted memory) ?

资源的结构（size、level、format）不可变，这样子就避免了昂贵的 ?resource validation 操作。 ?

Command Encoder Types

Render command encoder

关于 Graphics rendering，为一次 rendering “pass” 产生硬件指令。
不会在 draw 时候进行编译，避免了昂贵的编译和 ?state validation。
有些状态的改变会导致重写编译，因此这些状态被设置为不可变的。
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A7 是一个 Tile-based deferred-mode renderer，具体啥意思我也不知道。
在每一个 render pass 的起始和结束，都会有一次 load 和 store 操作。
使用 Metal，可以指定 load 和 store 操作的类型。
load 时的可选类型是 Don’t care, load, clear。
Store 时的可选类型是 ?Don’t care, store, multisample resolve。
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假设一次 frame 有两次 render pass，处理了 color 和 depth 的数据，那么 color 和 depth 的 framebuffer，都需要两次读和写操作。
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使用 Metal 指定了相应的 load 和 store 操作时候，只需要 color framebuffer 的一次读操作和两次写操作。 ?

Shading Language

Unified shading language for graphics and compute processing ?

既用于图像处理，又用于并行数据处理。 ?

Developer tools

Metal Shader Compiler Process

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大致分两步。 ?

• 在 build 时，编译为 metal Library，并打包进应用安装包中。
  
• 在创建管线对象时，先看缓存中有没有，如果找不到，就编译一下，加入缓存。然后把编译好的代码（和具体设备有关）告诉 GPU。
  

Working with Metal—Overview

原文地址：http://www.cnblogs.com/huahuahu/p/Working-with-MetalOverview.html