Vulkan 1.3

Vulkan 1.3是跨平台圖形與計算API Vulkan的一個核心規範版本,由Khronos Group於1月25日發布。該版本將許多先前可選的擴展功能納入核心規範,主要旨在增強API的控制力與精細度,核心改進包括動態渲染、動態狀態和改進的同步API等。

Vulkan 1.3旨在兼容OpenGL ES 3.1級別的硬體,以確保在廣泛設備上的支持。規範發布後,NVIDIA、AMD、Intel等主要GPU廠商陸續提供了驅動程式支持。搭載Android 13及更高版本的設備必須支持Vulkan 1.3。此後,規範持續更新至1.3.264、1.3.300等多個修訂版本,引入了包括AV1編碼支持在內的新擴展。

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研發背景

Vulkan 1.3是Vulkan圖形API自1.2版本發布兩年後的首次重大更新。新版本旨在為現代高端圖形處理器(GPU)的開發提供集中式支持,並提升對現代GPU潛力的利用預期。
Vulkan 1.3引入了“配置檔案”(Profile)新概念,用於精確概述和傳達所需實現的特定Vulkan功能集,簡化可移植套用的開發和部署。首個官方配置檔案是Google發布的Android Baseline 2021 Profile,旨在宣傳在絕大多數Android活躍設備上支持的Vulkan 1.0以上功能組。

發展歷程

2022年1月25日,Khronos Group 宣布了對跨平台 3D 圖形 API 及其生態系統 Vulkan 的最新更新,正式發布了 Vulkan 1.3 核心規範。發布後一周內,NVIDIA(Ampere至Maxwell架構)、AMD(RDNA1和RDNA2架構)、英特爾(UHD、Iris Xe iGPU)等主流GPU廠商迅速宣布支持 Vulkan 1.3。2022年6月,英特爾首款遊戲獨立顯示卡 Arc A 系列移動版(包括A350M、A370M等型號)正式支持 Vulkan 1.3。隨後在2022年10月,AMD基於RDNA3架構的RX 7000系列顯示卡也宣布支持 Vulkan 1.3。

核心技術

Vulkan 1.3具有與Vulkan 1.2、1.1和1.0相同的硬體要求,大多數實現在SoC專用的圖形驅動程式中完成。
Vulkan配置檔案機制支持API功能集的精確規範和管理。每個配置檔案指定核心版本、必需擴展、支持的限制/功能/格式。它提供了一種在Vulkan生態系統參與者之間精確傳達功能要求和設備功能的方法,以簡化可移植應用程式的開發和部署。
Vulkan路線圖2022是首個明確的Vulkan路線圖裡程碑,要求支持Vulkan 1.3核心及一系列對目標市場至關重要的擴展(如描述符索引、片段著色器存儲和原子等),並提高了多項硬體限制的最小值。
Vulkan 1.3將許多先前選用的擴展納入核心功能,包括動態渲染、額外的動態狀態、改進的同步API和最佳化著色器管道編譯的管理。
為幫助開發者升級,相關開發工具已更新以支持新功能。例如,Nsight Graphics調試器/性能分析器和Nsight Systems應用程式性能分析工具可幫助開發者識別API問題、分析GPU性能並追蹤CPU端的瓶頸。
作為低開銷、低延遲的跨平台圖形與計算API,Vulkan支持高效的多執行緒能力,能充分發揮多核CPU性能。

核心團隊

Vulkan 1.3規範由Khronos Group旗下的Vulkan工作組主導開發和維護。多家知名科技公司參與貢獻,包括NVIDIA、AMD、英特爾、Arm、Google、華為、騰訊等。例如,NVIDIA是多項核心擴展的早期貢獻者;Google制定了Android Baseline 2021 Profile,並參與多個擴展的開發。
LunarG等公司負責提供Vulkan SDK、工具鏈(如Nsight Graphics/Systems)和驗證層,支持開發者生態。LunarG的工程師也是Vulkan工作組的活躍成員。
產業界協同的典型案例包括:騰訊優圖實驗室參與制定了VK_KHR_cooperative_matrix擴展標準,並結合其ncnn項目的實踐經驗提出了改進建議;微軟、華為等公司也主導或參與了特定擴展(如VK_MSFT_layered_driver, VK_EXT_frame_boundary)的提交與開發。

重要事件

2022年1月25日,Khronos Group發布了Vulkan 1.3規範。該規範將23個常用擴展納入核心,並引入了新的“配置檔案”(Profiles)概念,旨在為現代中高端GPU設立新的目標基線。2023年9月11日,Vulkan 1.3.264版本發布,引入了微軟的VK_MSFT_layered_driver擴展和由谷歌、Imagination、Arm、英偉達及華為工程師貢獻的VK_EXT_frame_boundary擴展。2024年2月1日,Vulkan 1.3.277發布,新增了AV1視頻解碼擴展。2024年5月15日,LunarG發布了支持Vulkan API修訂版1.3.283的SDK,改進了驗證層覆蓋率和Vulkan配置器。
2024年10月28日,Vulkan 1.3.300發布,引入了NVIDIA的VK_NV_cooperative_matrix2擴展,以增強機器學習加速能力。2024年11月21日,Vulkan 1.3.302發布,新增了包括AV1編碼支持(VK_KHR_video_encode_av1)在內的多個擴展。第七屆Vulkan開發者大會於2025年2月11日至13日在英國劍橋舉行。自Android 13(API級別33)起,所有新推出的Android設備被要求必須支持Vulkan 1.3。

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