計算シェーダーとパイプラインシェーダーによるアルゴリズムの実装

DirectXとOpenGLの両方のコンピューティングシェーダーが利用可能になったことで、ラスタライズパイプラインを経由せずに多くのアルゴリズムを実装し、代わりにGPUで汎用コンピューティングを使用して問題を解決できるようになりました。

一部のアルゴリズムでは、これは本質的にラスター化ベースではないため、これは直感的な標準的な解決策になり、ラスター化ベースのシェーダーはGPUパワーを活用するための回避策のように見えました（簡単な例：ノイズテクスチャを作成します。ここでクワッドをラスター化する必要はありません） ）。

両方の方法で実装できるアルゴリズムが与えられた場合、通常のルートを使用する場合と比較して、計算シェーダーを使用する場合に比べて一般的な（潜在的な）パフォーマンス上の利点はありますか？注意が必要な欠点はありますか（たとえば、実行時にシェーダーの計算を切り替えるために、ある種の異常なオーバーヘッドがあります）？

2つを選択するときに考慮すべき他の利点または欠点はおそらくありますか？

コンピューティングシェーダー/ GPGPUアプローチを直接利用する場合、正しい答えはありません。これは、実装しているアルゴリズムのタイプに大きく依存します。コンピュートシェーダーとCUDA / OpenCLは、いくつかの制限を克服するためのより一般的なアプローチですその古いシェーディング言語のハック。あなたが得る最も重要な利点：

• 空間情報へのアクセス。古いGLSLハック（まあ、それはハックでした！）では、テクスチャ座標を使用するため、隣接するフラグメントに関する情報はほとんど提供されません。コンピューティングシェーダー/ CUDA / OpenCLでは、空間情報へのアクセスがはるかに柔軟になり、順序付けされていないテクスチャー/バッファーアクセスを使用して、GPUにヒストグラム等化のようなアルゴリズムを実装できるようになりました。
• スレッドの同期とアトミックを提供します。
• 計算スペース：古いGLSLハックは、頂点/フラグメント計算スペースをシェーダーにハードワイヤーします。フラグメントシェーダーはフラグメントの数で実行され、頂点シェーダーは頂点の数で実行されます。コンピュートシェーダーでは、独自のスペースを定義します。
• スケーラビリティ：同じSMで実行する必要がある古いGLSLシェーダーとは異なり、コンピュートシェーダー/ CUDA / OpenCLは、使用可能なGPU SM（ストリーミングマルチプロセッサー）の数までスケールアップできます。（ネイサンリードのコメントに基づいて、彼はそうではないと言います。シェーダーはコンピュートシェーダーと同じようにスケールアップする必要があります。ドキュメントを確認する必要がありますが、まだわかりません）。
• コンテキストの切り替え：いくつかのコンテキストの切り替えが必要ですが、それはアプリケーションによって異なるので、アプリケーションのプロファイルを作成することをお勧めします。

まあで私の意見あなたは、特定のアルゴリズムがより適切であっても、コンピュートシェーダのルートを移動したい場合は、あなたが考慮に入れる必要がある特定の考慮事項があります。

1. ハードウェアと下位互換性。コンピュートシェーダーは新しいハードウェアでのみ使用でき、商用製品（ゲームなど）を使用する場合、多くのユーザーが製品を実行できない可能性があることを期待する必要があります。
2. あなたは通常、GPU / CPUアーキテクチャの余分な知識必要あなたがいることを、並列プログラミングやマルチスレッド（例えばメモリ共有、メモリ一貫性、スレッド同期、アトミックとパフォーマンスに、それの効果）を通常使用する必要はありません通常のシェーダrounteを。
3. 学習リソース、経験から、通常のシェーダールートよりもコンピュートシェーダー、OpenCL、CUDA（OpenGL相互運用性も提供）の学習リソースははるかに少なくなります。
4. デバッグツールは、適切なデバッグが欠如しているため、ツールの開発はほとんどのシェーダーよりもはるかに困難になる可能性があり、少なくともシェーダーは視覚的にデバッグできます。
5. コンピューティングシェーダーは、他のシェーダーの同じアルゴリズムよりも優れたパフォーマンスを提供することを期待しています。グラフィックレンダリングの余分な手順を回避するように設計されているため、ポイント2からのことを考慮して正しく行われた場合。しかし、私の主張を裏付ける具体的な証拠はありません。
6. そのルートを使用する場合は、CUPG / OpenCL for GPGPUも検討する必要があります。

それでも、それが将来に向けて素晴らしいことであり、素晴らしい学習経験になると確信しています。幸運を！