Question

这与Vulkan语义有关（如果有区别的话）。

假设以下内容：

layout(...) coherent buffer B
{
    uint field;
} b;

说通过atomic*()函数对同一着色器（或派生着色器）的其他调用正在修改该字段。

如果着色器调用要从此field执行原子读取（与GLES中的atomicCounter()相同，如果不是atomic_uint，则有区别）在接下来的两个之间（显然不是其中一个可以读写）？

uint read_value = b.field;
uint read_value2 = atomicAdd(b.field, 0);

Answer 1

要直接回答这个问题，这两行代码生成不同的指令，具有不同的性能特征和硬件管道使用情况。

uint read_value = b.field;                 // generates a load instruction
uint read_value2 = atomicAdd(b.field, 0);  // generates an atomic instruction

AMD disassembly can be seen in this online Shader Playground-buffer_load_dword与buffer_atomic_add
Dissecting the NVIDIA Volta GPU Architecture via Microbenchmarking-LDG与ATOM

GLSL spec部分4.10内存限定符指出，coherent仅涉及跨调用（着色线程）的读写可见性。他们还对隐含性能发表了评论：

当使用未声明为一致性的变量访问内存时，着色器访问的内存可能由实现缓存，以为将来对同一地址的访问提供服务。可以按以下方式缓存内存存储，即写入的值对于访问同一内存的其他着色器调用可能不可见。该实现可以缓存由内存读取获取的值，并将相同的值返回给访问同一内存的任何着色器调用，即使自第一次读取内存以来已修改了基础内存。虽然未声明为一致的变量可能对在着色器调用之间进行通信没有用，但是使用非一致的访问可能会提高性能。

GPU内存系统中的一致性点通常是最后一级的缓存（L2缓存），这意味着所有一致性访问必须由L2缓存执行。这也意味着相干缓冲区不能在L1或更靠近着色器处理器的其他缓冲区中进行缓存。现代GPU在L2缓存中还具有专用的原子硬件。普通负载不会使用这些负载，但是atomicAdd(..., 0)会通过这些负载。原子硬件通常比完整的L2缓存具有更低的带宽。

Answer 2

SPIR-V有一条OpAtomicLoad指令。大概至少有一种硬件，无论缓冲区描述符具有什么限定符，非原子负载都不能替代原子负载。

不幸的是，我所知道的没有Vulkan GLSL构造可以转换为OpAtomicLoad。

如果“缓冲区”是“相干的”，那么读取字段或执行“ atomicAdd（field，0）”之间有什么区别吗？

2 个答案: