Vulkan

Статус поддержки Vulkan API в Сизифе

Что такое Vulkan API?

Из Wikipedia: Vulkan — кроссплатформенный API для 2D- и 3D-графики, впервые представленный Khronos Group в рамках конференции GDC 2015.

Vulkan API изначально был известен как «новое поколение OpenGL» или просто «glNext», но после анонса компания отказалась от этих названий в пользу названия Vulkan. Как и OpenGL, Vulkan позволяет с высокой производительностью отображать на всех платформах в реальном времени различные приложения с 3D-графикой, такие как игры или интерактивные книги, а также обеспечивает более высокую производительность и меньшую нагрузку на процессор, аналогично Direct3D 12, Metal и Mantle. Vulkan основан на технологиях AMD в Mantle. На текущий момент для Linux существует т.н. Vulkan SDK, который представляет собой библиотеку для загрузки низкоуровневых драйверов (ICD loader), заголовочные файлы для разработчиков (Vulkan Headers), специальную библиотеку для проверки корректности работы всех компонентов (Validation layers).

Т.к. Vulkan API в чем-то схож с Direct3D, появилось достаточное количество трансляторов Direct3D->Vulkan, которые значительно улучшают качество поддержки игр и приложений Windows под Linux. Самый известный пример такого транслятора - DXVK, который реализует в wine поддержку D3D11 через Vulkan.

Vulkan часто используют как альтернативу для реализации 2D/3D-функций в графике; см., например, GTK+4 и Qt.

Текущая доступная версия спецификации API по состоянию на 15.04.2022 г.: 1.3.211
Текущая доступная версия ICD/Headers/Validation layers в Сизифе: 1.3.211

Поддержка API на аппаратном уровне

Производитель	AMD	Intel	Nvidia
Реализация в MesaLib stable (22.0)	RADV 1.3.204	ANV 1.3.204	N/A
Open-Source реализация от производителя	AMDVLK 1.3.208	ANV (см. выше)	N/A
Closed-Source реализация от производителя	AMDGPU-PRO 1.2.199	N/A	nvidia_glx 1.2.175/1.3.194

AMD

Самая разнообразная поддержка, есть много вариантов, которые можно попробовать для различных приложений. Изначально поддержка Vulkan для AMD появилась в MesaLib, написана не разработчиками из AMD и называется RADV (RADeon Vulkan). В настоящий момент является наиболее стабильной, гарантировано поддерживается многими приложениями и играми, но не обладает всеми возможностями в отличие от оф. версии от AMD (AMDVLK/AMDGPU-PRO).

команды для установки:
RADV/MesaLib

$ apt-get install xorg-dri-radeon

AMDGPU-PRO/AMDVLK

$ apt-get install vulkan-amdgpu

ВАЖНО В amdvlk начиная с 2021.Q3.x стали убирать поддержку старых (до-Polaris) GPU, поэтому для этих карт рекомендуется оставаться на RADV.

ВАЖНО В свежей версии AMDVLK появились новые экспериментальные расширения, которые можно включить указав переменную окружения AMDVLK_ENABLE_DEVELOPING_EXT=<val>, где <val> может принимать некоторые значения, см. оф. документацию.

ВАЖНО По умолчанию в AMDVLK отключено сохранение шейдерного кеша на диск, т.е. шейдеры компилируются каждый раз на сеанс. Сделано это для совместимости, т.к. проверка работоспособности есть не для всех приложений/игр. Если вы уверены, что ваше приложение поддерживает работу с шейдерным кэшем, можете включить его самостоятельно:

$ cat ~/.config/amdPalSettings.cfg 
ShaderCacheMode,2 // включить запись шейдерного кеша на диск

Убедиться, что кеш создался, можно проверив каталог $HOME/.cache, где должен создаться каталог AMD:

$ ll ~/.cache/AMD/LlpcCache/
total 7620
...

ВАЖНО В Mesa 19.3.x появилась альтернативная реализация компилятора шейдеров для Vulkan (ACO), которая написана при поддержке Valve и не использует LLVM. Судя по результатам тестов, она работает чуть быстрее, чем стандартная реализация на базе LLVM. ACO можно включить, объявив его через переменную окружения RADV_PERFTEST:

$ RADV_PERFTEST=aco ....

Intel

Поддержка Vulkan в MesaLib осуществляется разработчиками из Intel, наиболее полная, но особо ничем не блещет. Просто работает(tm). Внутри MesaLib драйвер называется ANV

команды для установки:

$ apt-get install xorg-dri-intel

NVidia

Поддержка Vulkan появилась и в закрытых драйверах от Nvidia, причем предлагается несколько версий на выбор:

• Стабильная версия из long-term и short-term версий драйверов
• Экспериментальная для разработчиков, доступная отдельно.

команды для установки:
стабильная версия

$ apt-get install nvidia_glx_<ver>, где <ver> может быть 390.xx или 410.xx

версия для разрабочиков

$ apt-get install nvidia_glx=<ver>, где <ver> может быть 415.xx и выше

ВАЖНО Начиная с версии 39x NVidia изменила компилятор шейдеров для Vulkan на SPIR-V, в связи с этим в некоторых приложениях замечено падение производительности или ошибки отрисовки. Вернуться на предыдущую версию компилятора шейдеров можно через указание переменной окружения __GL_NextGenCompiler=0

Проверка версии и возможностей ICD

$ apt-get install vulkan-tools
$ vulkaninfo|less
==========
VULKANINFO
==========

Vulkan Instance Version: 1.1.121
....
Device Properties and Extensions :
==================================
GPU0
VkPhysicalDeviceProperties:
===========================
        apiVersion     = 0x40106b  (1.1.107)
        driverVersion  = 79700067 (0x4c02063)
        vendorID       = 0x1002
        deviceID       = 0x7300
        deviceType     = DISCRETE_GPU
        deviceName     = AMD RADV FIJI (LLVM 9.0.1)
        VkPhysicalDeviceLimits:
        -----------------------
                maxImageDimension1D                     = 16384
                maxImageDimension2D                     = 16384
                maxImageDimension3D                     = 2048
                maxImageDimensionCube                   = 16384
....