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　　翻译：赵菁菁（轩语轩缘）

　　审校：李笑达（DDBC4747）

　　这篇文章着眼于一些滑稽点，可以资助到id软件的DOOM® Vulkan?工作，从AMD的游戏团队的角度，传达一些可以资助大家操纵Vulkan工作的小贴士。

　　个人念头

　　DOOM准确团结了肴杂的正向和延长图形管线，这让DOOM在受GPU约束时也能够经得住高帧率。此外DOOM还支撑4:3长宽比。我知道Vulkan能让我以垂直同步的160 Hz玩这个游戏，不会在我的CRT TV上丢失帧，为的是最终体验低延长的、无抖动的完满运动。所以我抓住机缘，实现这一目的，并获得了最终的夸奖，在操纵基于Radeon? Fury X的自定义OnGUI表示配置开发箱的情况下（如上图），能够玩通游戏。

　　再次感谢Billy Khan，Robert Duffy，和招待我们资助现场的id软件，和Axel Gneiting，Jean Geffroy，以及Tiago Sousa，在DOOM为Vulkan开发出了很是好的蹊径。

　　为什么为PC游戏选择Vulkan？

　　Axel Gneiting在DSOGaming DOOM 技术面试中的中兴强调了以下重点：

　　“在工具方面，如今在RenderDoc中对于Vulkan有很好的支撑，涵盖了我们大大都调试的须要。我们选择Vulkan，因为它使我们能够支撑Windows 7和Windows 8，这两款利用系统仍占有很是大的市场份额，并且Vulkan将®镌汰DirectX 12。最重要的是，Vulkan有一种扩展机制，承诺我们与GPU厂商亲近相助，为每个硬件做特定的优化。”

　　各种通用的AMD Vulkan扩展很快为DOOM完成了特定的优化。关于AMD工作包含：首先与ID软件配合工作，了解他们的需求，书写扩展分析书，为了GLSL到SPIR-V的转移，获得那些扩展的原型glslangValidator.exe支撑（之后发送pull请求来并入公共工具），着色器编译器和驱动团队的实现，最后是驱动程序QA团队的测试工作。

　　Vulkan奈何实用于AMD驱动程序栈

　　我们经常谈论在AMD的驱动程序栈中，Vulkan和DirectX 12都是第一流的API，要想大白为什么，最好的方式就是看看它们在驱动程序中都是奈何实现的。Windows®上的图形驱动程序栈分为三个紧张组成部门：

AMD内核模式驱动(KMD)——实施来自WDDM（Windows表示驱动模型）的下令，直接与GPU彼此作用。

微软的层(WDDM)——代表OS节制内存治理和调节决定。

AMD用户模式驱动(UMD)——一个DLL，实现了API，为WDDM提供指令。

　　用户模型驱动由两层实现：

平台抽象库(PAL) ——Mantle 的直接进化版本，为DirectX 12, Mantle, 和 Vulkan提供了一个共享源后端。

可安装客户驱动程序(ICD)——这是对于PAL的简朴包装，它实现了特定的图形API。

　　驱动栈的另一个紧张部门就是编译器管线，管线有以下几层：

AMD-IL到GCN二进制码——AMD-IL是优化的AMD的中间语言，到GCN机器码。

DXASM/SPIR-V 到AMD-IL——DirectX 12和Vulkan着色器输入都缩减到AMD-IL，并被迫打入类似编译器内。

　　因为DirectX 12，Vulkan和Mantle都是很清晰的API，它们自然恰当在一路。驱动程序和编译器中的优化在API间共享。Vulkan与DirectX12南辕北辙的重点在于：Vulkan官方上支撑扩展。在硬件特征在各供应商间变得常见之前、在硬件特征达到最低尺度（能够让它们在API中从头作为焦点特征被引入）之前，暴露这些特征成为或许了。

　　作为AMD内部开发者和其他团队间的接口，我的Vulkan扩展请求列表严肃受到游戏开发者要求的影响。所有这些开发者会发推特进行品评，揭晓在GDC Presentation中的记载、电子邮件，我们可以收集到更多内容，了解内容的重要性。启用DOOM的工作是Vulkan的最先，在配景我们都忙于下一轮的扩展和改进。

　　针对Vulkan的小贴士

　　对于一些开发者来说，有了Windows 7的支撑，Vulkan让我们在引擎打算中有前进的机缘，并且无需局限于技术，这种技术可以在Direct3D 11的向后兼容性?路径中实现。例如Vulkan，通太过解出资源的绑定，是或许优化到每个指令缓冲区的起始位置的：“绑定一切”作为一个描摹符集，当索引须要在每次绘制或每次调节出格化时，操纵鞭策常量提供索引（见Vulkan快速路径Presentation）。对于事故也一样，通过交错自力工作，有或许在从属绘制或调节上禁止GPU资源枯竭。Vulkan提供了可表达性来以高效的方法操纵硬件。

　　对现有的、早期就已经从®OpenGL或Direct3D 11迁移的引擎来讲，确保最优机能的最重要的事情如下。

　　资源的池分配

　　我在《Vulkan设备内存》博客中有详细介绍，在任何到Vulkan端口的早期步伐都是创建资源分配，确保让成群的较小的资源在恰当的内存堆中“汇集”进入较大的分配。这对于资源的别名内存（alias memory）来说也是一个机缘，不会同时操纵别名内存，目的是低沉总的DEVICE_LOCAL内存预算。Windows上的Vulkan vkallocatememory()分配在AMD中的驱动是WDDM分配，所以限制那些分配的数目是很重要的，禁止在运行时在初始化后进行分配也很重要。自从Fiji 和 Tonga的GPU呈现后，也可以通过图形队列将非块压缩花样的图片从HOST_VISIBLE拷贝到DEVICE_LOCAL，进而操纵硬件德尔塔颜色压缩。

　　并行指令缓冲区记载

　　在确保高绘制次数的应用程序保持GPU受限中， 多个指令缓冲区记载保持并行是第一步，并且或许尚有低沉延长的副作用。在CPU上保持并行可以让DOOM达到如此高的帧率。并行下令缓冲区记载相对简朴，每并行记载线程至少配置一个指令池。

　　异步打定支撑

　　异步打定的优势是它能够操纵时间，不然因为固定功能限制，GPU在这段时间会闲置下来，应用程序尚有或许会等候GPU为从属通道耗尽资源。机能改进因工作量的不同而厘革，但在DOOM中，经常看到大约只在50%的帧上操纵了异步打定，7%的集体帧机能会增加。最先团结异步打定的最佳机缘是绘制几多图形时。

　　异步打定的操持最好尽早完成。打算早期的一件事是图像资源的vk_sharing_mode_exclusive，这意味着尽情一次只有一个队列拥有资源会见通道。这使得在渲染目的上维护DCC和已上传的非块压缩采样的图像操纵的是图形队列。我看过一个3%的集体帧抬举，能够让独占共享的收益比异步打定的收益高。操纵独占共享须要在两个队列上复制图像势垒来实现独占所有权转移。最好早早把它操持和纳入到游戏图形的抽象/可移植性层，因为以后改进或许会很复杂。

　　优化信号量和Presentation

　　这一步伐包含打开GPUView，禁用垂直同步验证游戏可以充分填补GPU工作，无需管线气泡确认Presentation是完全管线的。在带有AMD的驱动程序的Windows上，最好是从异步打定队摆列行Presentation。对于延长来讲，安排游戏管线让它们只在图形队列中运行也很重要，之后经过Presentation将帧的工作过渡到异步打定队列，无需切换回图形队列来处置惩罚处罚更多的帧（因为那会在类似队列上带来大量的延长，其中有两帧篡夺时间）。

　　Vulkan上Presentation的最优路径由此最先：当选择垂直同步时（或vk_present_mode_fifo_khr），请求一个2-deep的交换链来镌汰延长时。请务必把vkacquirenextimagekhr()挪用在帧中放置得尽或许晚，因为这个挪用或许凭据Vulkan尺度阻塞。我建议把指令缓冲区拆分，这样一来Acquire可以恰好在记载部门之前完成，这一部门首先写入捕捉的图像。只有两个信号须要连接Presentation。第一个传入Acquire挪用，并配置为指令缓冲区的Wait信号量，在该缓冲区中图像存储到Acquired图像中。第二个配置为类似指令缓冲区的Signal信号量，然后配置为vkqueuepresentkhr()挪用的输入。还记得在Vulkan中，规格分析书承诺Acquire随机返回图像索引，所以即使用FIFO 2-deep交换链，应用程序也不能采纳轮回序次（例如窗口化呈现可以位块传输，使统一图像索引预备好并且再下一个Acquire处返回）。

　　测试

　　因为Vulkan把许多曾经是驱动程序的工作交到了开发者手中，在开发过程中尽早测试每个硬件厂商是很重要的。同样，努力地在不同的紧张芯片和内存配置上测试也黑白常重要的。例如：如果2 GB的GPU是游戏的最小规格配置的话，必定要用满足该配置的设备测试。对于AMD CPU，最好是至少要在第二代（例如，R9 390）和第三代（如Radeon 380和Fury X），以及最新的第四代的GCN部门（如RX 480）上测试。

　　Timothy Lottes是AMD开发者技术组成员。第三方网站的链接提供了利便，除非大白表示，AMD公司对这些链接网站的内容不负责，也不表示认可。

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