RENDER ZONE

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/

homepage

Op deze pagina:
Vulkan API van Khronos Group. Met een overzicht van het API speelveld in febr. 2016.
63

VULKAN


Vulkan in het speelveld van de andere API's

Wat is Vulkan?

LOW LEVEL SILICON API's voor het aansturen van de GPU en onthaasten van de CPU.

• Royalty free specificaties en gebruik.

Direct afgeleid van de populaire Mantle met directere toegang tot de diepere hardware zodat de overhead minder wordt.

• Open Standaard

• Cross platform

' OVERAL WAAR WE worden toegelaten, WERKT HET '

Dit is een veelbetekenende uitspraak die door Piers Daniell (NVIDIA's Khronos vertegenwoordiger sinds 2010 voor OpenGL, OpenGL ES en Vulkan, met meer dan 12 jaar in dienst van NVIDIA met een aantal Extensions en Core opties op zijn naam) tijdens de Siggraph 2015 werd gedaan.

En dat is precies waar het hier om gaat. Khronos is de organisatie die door sponsors (diverse geînteresseerde fabrikanten) in leven wordt gehouden om zo een bijdrage te kunnen leveren aan de gehele wereld industrie op het gebied van computers en mobiele apparatuur.

Daarbij worden open standaarden toegepast, die vrijelijk (zonder enige royalties) door iedereen in elk apparaat kunnen worden gebruikt. Er zijn dus wat dat betreft geen restricties.

https://www.khronos.org/

The Khronos Group promotes the deployment and development of open standard API's to enable authoring and playback of dynamic media on a wide variety of computers.

The Khronos Group (based in Beaverton USA and founded in 2000) is not for profit industry consortium creating open standards for the authoring and acceleration of parallel computing, graphics on a wide variety of platforms and devices.

API = Application programming interface

Naast de ontwikkeling, verbetering van API's maken ook WebGL en WebCL deel uit van de vele werkgroepen.

Wat speelt er continu bij dergelijke organisaties?

Dat telkens de EIGEN KLEINE en GROTE COMMERCIËLE of MARKETING BELANGEN van de onderlinge DEELNEMERS in conflict komen met de algemene (Khronos & wereld) belangen.

Het speelveld van API's wordt op dit moment verscheurd door EIGEN BELANG ingegeven door verkeerde aansturing van bovenaf, door management van de diverse deelnemers. Maar wellicht dat deze opmerking over een half jaar al weer achterhaald is. We gaan ook steeds meer grafische afwikkeling in de Cloud uitvoeren. Of te wel de computer (ook de mobiel) wordt steeds meer van buitenaf geholpen, zolang er een snelle internet verbinding actief is.

Intel laat de verschillen in snelheid zien tussen OpenGL versus Vulkan.

De CPU krijgt rust en kan evt. wat andere dingen gaan doen. De professionele GPU krijgt waarvoor ie bedoeld is: werk.

 

Twee grote hoofdrolspelers bij computers

Windows (Microsoft) en Apple

Windows heeft al sinds 1995 een eigen DirectX API. Waarbij DirectX een verzamelnaam is voor een hele rij met onderverdelingen waarbij Direct3D de meest bekendste is.

Microsoft had na DirectX 11 verschijning, het eigenlijk wel voor gezien gehouden, er werd nauwelijks meer iets aan verdere ontwikkeling gedaan. Totdat AMD, onder druk gezet door de twijfelachtige houding van de grootmacht Microsoft, de stoute schoenen had aangetrokken, om dan maar zelf met een EIGEN API op de markt te komen: Mantle. Weliswaar ingegeven door eigen belang, want Mantle was alleen op AMD GPU's te gebruiken.

http://www.amd.com/en-us/innovations/software-
technologies/technologies-gaming/mantle

AMD had in de tussentijd zijn oor te luister gelegd bij de software programmeurs wereldwijd en constateerden dat deze helemaal niet tevreden waren over DirectX 11 en over de afwachtende houding om daar iets aan te veranderen door Microsoft. AMD luisterde wèl en implementeerde in vrij korte tijd Mantle, waarbij alle knelpunten werden gladgestreken en zelfs enkele nieuwe mogelijkheden en versnellingen aan werden toegevoegd.

In wezen was AMD zijn eigen markt (grafische processoren) aan het beschermen, waarbij de Games de belangrijkste inkomstenbron vormt. Gelukkig kunnen 3D teken programma's en Renderprogramma's van dezelfde routines dankbaar gebruik maken voor hun applicaties.

http://support.amd.com/en-us/kb-articles/Pages/mantle-faq.aspx

Eén van de speerpunten in Mantle was, dat de slechte parallellisatie voor meerdere CPU cores (DirectX 11) nú wel goed werd opgepakt, waardoor ongebruikte cores direct ingezet konden worden.

Zie ondermeer AMD's Mantle_White_Paper.pdf

Batlefield 4 van EA DICE was de eerste game die de nieuwe Mantle support had opgepakt om daarmee een betere en snellere game te kunnen realiseren. Een aantal anderen zouden volgen.

 

Tweakers kopt met:

"AMD Mantle Benchmark - Sneller met trage hardware" (febr. 2014)

http://nl.hardware.info/reviews/5290/thief-getest-met
-amd-mantle-patch-grote-verbetering-voor-instap-cpus

Microsoft werd wakker geschud door 'Mantle' en besloot om in redelijk korte tijd een nieuwe versie DirectX 12 op de markt te brengen. Met veel van de kritiek van programmeurs wegwuivend, deze werden nu wel serieus genomen. Was Mantle er niet geweest, dan zou versie 12 wellicht niet zijn uitgekomen.

De reactie van AMD was vlot en duidelijk: Mantle zou het naast DirectX 12 het niet redden en men koos eieren voor hun geld: Mantle werd Open Source gemaakt en aangeboden aan eenieder, die er zijn voordeel mee wilde doen.

Het bleef een tijdje stil, maar ondertussen werd er door de Khronos Group niet stil gezeten, ze pakten de Open Source code van Mantle op en brachten Vulkan uit. Voor een belangrijk deel gebaseerd op de eerdere inspanningen van de AMD ontwerpers. Waarbij werd gecommuniceerd dat het from the ground up was ontwikkeld.

 

Apple

Apple speelt al heel lang een eigen, vaak eigenzinnige rol, in het PC landschap, maar ook in het mobiele speelveld.

Apple bedacht voor het mobiele speelveld voor IOS 8 een low-level, low overhead hardware versnellings een eigen grafische applicatie 'Metal' genoemd. Om daarmee een grafische schil te creëren voor de mobiele apparatuur van Apple zelf overeenkomstig de OpenGL, Open ES, Direct3D en nu dan Vulkan.

Metal draait dus specifiek alleen op Apple hardware. In 2015 werd aangekondigd dat Metal ook voor de Apple computers zou moeten gaan werken te beginnen met het operating systeem OSX El Capitan (OSX 10.11 en hoger). Daarmee de verwerkingssnelheid van GPU beter te benutten door de introductie van compute shaders. Tegelijk werd het lidmaatschap (de bijdrage) van de Khronos Group ingetrokken, waardoor de verdere ontwikkeling van bv. OpenGL op losse schroeven kwam te staan, wat Apple hardware betreft. Daarmee een belangrijk aandeel van het Crossplatform aspect teniet doend.

Waar is Metal mee te vergelijken?

Wellicht enigszins met DirectX. Het is bedoeld voor Games en toepassingen waarbij de software direct toegang krijgt tot de snellere GPU hardware. Waardoor de berekeningen voor 3D en die voor Render programma's aanzienlijk kan worden verbeterd.

 

"The Path Forward is Bright Though a Bit Unclear"

http://www.howtogeek.com/228470/apple%E2%80
%99s-direct-x-what-is-metal-and-why-is-it-important/

Een treffende uitspraak. Mede gezien de forse reclame die Apple zelf maakt voor METAL en zich afzet tegen andere API's, waardoor de Apple gebruiker nu een aanzienlijk voordeel zou hebben.

De werkelijkheid is iets complexer. Om te beginnen hebben moderne Apple computers veelal een CPU, waarin 60% of meer van de ruimte door de grafische toepassing wordt gebruikt. Zoek de NVIDIA en AMD (losse) grafische kaarten maar op, bij de nieuwste Apple reeks. De geîntegreerde Intel GPU is dus al in snelheid teruggebracht door het gebruik van het langzamer RAM geheugen. En daar blijkt nu dus een sausje overheen te komen in de vorm van Metal. Apple zocht wederom contact met Adobe, waar ze eerder niet zo zachtzinnig mee waren omgesprongen. Ze wilden door Apple's ingezette ramkoers eigenlijk niets meer met elkaar te maken hebben. Bij Adobe dreunt Aperture nog na, maar uiteraard ook het duur aangeschafte Flash dat direct door Apple werd afgekeurd. In Juli 2014 werd aangekondigd dat Aperture stop gezet zou worden, samen met iPhoto.

http://www.macworld.co.uk/news/mac-software/n
o-new-aperture-iphoto-apple-pro-apps-future-3474820/

Daarmee werd de druk op continuîteit voor Final Cut Pro en Logic Pro alleen maar groter.

 

En dan komt er in dit Macworld artikel een uitspraak, die we inmiddels op steeds meer internet sites tegenkomen:

"Unfortunately for Apple there is already a perception Apple doesn't care about professional Mac users. As we wrote back in April, despite the Mac Pro, "Apple's still ignoring Final Cut Pro and Aperture, and it's a mistake".

Apple lijkt zich steeds meer af te zonderen en de professionele wereld links te laten liggen. Ten voorkeure van de massamarkt. Apple is groot geworden door juist voor die professionele wereld hard- en software aan te bieden, die eens stuk handiger en sneller werkte, dan welke Windows applicatie dan ook. Daarbij hoort ook de ondersteuning en mogelijkheid om allerlei professionele grafische kaarten uit te kunnen wisselen in de hardware. Maar dat wordt elke maand moeilijker en in sommige gevallen in het operating systeem onmogelijk gemaakt (Mac Pro met uitbreidingsslots die geen GPU ondersteunen).

Er blijkt bij Apple een zwenkende lijn te zitten in de ontwikkeling van Apple software, het blijkt direct bij uitkomst bijzonder aantrekkelijk en boven de concurrent uit te steken. Om al binnen enkele jaren weer van het speelveld te worden verwijderd. Er is een hele reeks met voorbeelden te noemen van deze korte termijn politiek.

Om Metal te promoten was een grote en goede software fabrikant noodzakelijk en met Adobe werd het weer een beetje goed gemaakt. Vandaar dat bij de introductie van Metal Photoshop en Lightroom (Adobe software) als voorbeeld programma's werden gebruikt. Apple zocht ook contact met Autodesk, de makers van een hele reeks CAD software, zowel op de PC als op het mobiele platform. Autodesk zegde toe om in de toekomst voor hun Apple platform gebruik te gaan maken van Metal. Daarmee toegevend aan het inkapselingseffect, dat de software ontwikkeling/regels alleen bij Apple kunnen worden toepepast. Waardoor de software ontwikkelaars veel extra werk moeten verzetten in plaats dat ze gebruik kunnen maken van CROSSPLATFORM OPEN SOURCE API's.

 

VULKAN

Vulkan is de nieuwe 3D API die door Khronos (bekend van ondermeer OpenGL) is ontwikkeld.

Het is een modern cross-platform grafische API, die echter niet op Apple computers (huidige stand van zaken) draait. Apple kiest ervoor zijn eigen koers te varen en dat blijkt dus geen Open Source te zijn.

Ook met de ondersteuning van OpenGL 4.5 ging het niet lekker, Apple zorgde in OSX ervoor dat alleen Open GL 4.1 werd ondersteund (Vendor-lock). Verder werden de NVIDIA kaarten steeds meer geweerd en de goedkopere AMD kaarten kwamen daar soms voor in de plaats. Maar de meeste grafische afwikkeling wordt momenteel door Intel's HD Graphics verzorgt, hetgeen een vermindering van de grafische snelheid oplevert. Veel professionele render programma's zeggen expliciet: ongeschikt voor geïntegreerde grafische toepassingen.

DirectX 12 draait op dit moment alleen op Windows 10 en Metal alleen met Apple apparatuur.

Vulkan werkt veel universeler zowel op Windows XP, 7, 8 als 10. Daarnaast op Ubuntu, Redhat, SteamOS, Tizen en Androïd. Helaas dus niet op Apple hardware.

Er zijn inmiddels Vulkan Drivers voor de GeForce & Quadro desktop PC's die onder Windows draaien. Voor de GeForce & Quadro die met Linux werken en via het NVIDIA SHIELD ook onder Androîd.

Voor ontwikkelaars kunt u enkele voorbeelden ophalen bij NVIDIA

https://developer.nvidia.com/Vulkan

Daar treft u ook een groot aantal links aan met verwijzingen naar de introductie tijdens de GTC 2015.

Om een port te maken van de traditionele OpenGL en OpenGL ES naar Vulkan of DirectX 12 is nog een hele uitdaging.

Uit de testgegevens blijkt dat vooral de CPU tijd aanzienlijk terugloopt tijdens het uitvoeren van de opdracht(en), zelfs met OpenGL instructies. De grafische kaart, samen met Vulkan API nemen het dus over. En indien de standaard OpenGL Renderers instructies worden vervangen door Vulkan Renderers, dan is de versnelling aanzienlijk. De gebruikte Benchmark was met een Quadro M6000 ($ 6.500,-) uitgevoerd, samen met een CPU i7-860.

De snelheidswinst zit hem in de nieuwe API en (indien mogelijk) het hergebruik van CommandBuffers, waardoor de CPU enorm wordt ontlast. Het is nog te vroeg voor een definitief oordeel. De BenchMark hangt sterk af van de gekozen configuratie en vooral het model.

Vulkan is bij de v 1.0 introductie uitgekomen met drivers van NVIDIA en AMD. De kaarten van de softwarewereld worden opnieuw geschut.

Apple die door gaat met zijn eigen API Metal, AMD die Mantle Open Source heeft gemaakt en Windows die met de DirectX 12 is gekomen. Mantle blijkt aan de voet te hebben gestaan van de ontwikkeling van Vulkan.

Bij het gebruik van meerdere cores blijkt Vulkan het te winnen van DirectX. Ook commando's van de GPU lopen parallel door, in plaats van stuks voor stuk achter elkaar.

http://arstechnica.com/gaming/2016/02/vulkan-benchma
rks-a-boost-for-amd-and-nvidia-but-theres-work-to-be-done/

Google is ook adapter van Vulkan voor het Androîd platform, evenals Unity, Epic (Unreal Engine), Valve (Source 2) en Dice (Frostbite) verwachten toch een aanzienlijke verbetering (versnelling te kunnen verwezenlijken.

Vulkan zal voorlopig (versie 1.0) als ondersteuning en aanvulling op OpenGL en OpenGL ES 3D API's gaan werken. Daarbij is nog onbekend hoe het met OpenGL zal aflopen, zal er ooit een OpenGL 5.0 komen of zien we Vulkan 2.0 als een complete vervanger voor deze API's?


DOC LINKS

Is Apple pushing away professonials?

http://www.alphr.com/features/370543/is-apple-pushing-away-professionals

In the realm of CAD, although there are programs for Macs, the professionals we spoke to used Windows to run industry-standard software such as SolidWorks.

 

"Any sort of CAD software is all Windows-based, pretty much across the board" says Matt Wyre, head of systems at Haughton Design, a consultancy specialising in high-end CAD work for engineering and products. "There's nothing suitable out there that really runs on the Mac".

Steve Jobs once considered (already) abandoning the Pro market

http://www.engadget.com/2013/08/12/steve-jobs-once
-considered-abandoning-the-pro-market/

 

Mac Pro? No.

A REAL Professional Workstation? (advertentie van professionele Windows hardware)

http://www.boxxtech.com/landing-pages/mac-pro-no

 

AMD's Mantle 1.0 is dead: long live DirectX

http://www.pcworld.com/article/2891672/amds-
mantle-10-is-dead-long-live-directx.html
 

Not dead:

http://www.extremetech.com/extreme/200286-not-dead-
yet-amds-mantle-powers-new-vulkan-api-vr-efforts

 

Techradar

http://www.techradar.com/news/computing-components/
graphics-cards/is-amd-s-mantle-really-worth-it--1248608

 

Film

https://www.youtube.com/watch?v=fOJ9DYvg3Wk

AMD Mantle as Fast As Possible 

 

Testing AMD Mantle

http://www.tomshardware.com/reviews/amd-
mantle-performance-benchmark,3860.html

 

AMD zegt tegen ontwikkelaars:

http://nl.hardware.info/nieuws/43172/amd-tegen-
ontwikkelaars-focus-op-nieuwe-apis-in-plaats-van-mantle

Het werk zit er op.

 

Apple maakt Swift Open Source

http://www.apple.com/nl/pr/library/2015/12/03A
pple-Releases-Swift-as-Open-Source.html

De programmeertaal Swift werd per december 2015 door Apple Open Source gemaakt.

 

Mobiele Apple apparatuur met de GPU

Developer apple.com/library/...

Nog gebruik makend van OpenGL ES 2.0 en hoger en uiteraard Metal.

 

Apple kondigt Metal aan met El Capitan

http://nl.hardware.info/nieuws/44096/apple-kondigt-os-x-el-capitan-aan

 

Apple brings its Metal API to OS X 10.11, kicks Vulkan to the curb

http://www.extremetech.com/gaming/207767-apple-b
rings-its-metal-api-to-os-x-10-11-kicks-vulkan-to-the-curb

Interesting that Apple just standardized on AMD GPU's across both its laptops and its desktops before announcing Metal would be coming to OSX as well.

If Apple backs Metal to the exclusion of OGL, we could be facing a future where Windows-only developers target DirectX 12, iOS and OS X developers use Metal, and Linux / Windows devs rely on Vulkan.

En in hetzelfde artikel een belangrijke zin over grafische toepassingen bij Apple:

Either way, Apple has a long and illustrious history of mostly ignoring OpenGL variants and shipping systems with relatively weak GPU hardware. The dual graphics solutions on the Mac Pro are impressive, but actually taking advantage of that compute horsepower is a different question. The company has always treated graphics performance and capabilities as a bit of a red-headed stepchild (despite the fact that Macs are beloved in graphics design). And it's not clear that leaping for its own custom API is going to meaningfully change that.

 

Welke Apple computers kunnen nog mee met het gebruik van Metal?

http://www.everymac.com/mac-answers/os-x-el-capitan-faq/os
-x-el-capitan-compatible-macs-system-requirements.html

 

Over de Mac Pro

http://www.everymac.com/mac-answers/os-x-el-capitan-faq/os-
x-el-capitan-compatible-macs-system-requirements.html

Despite the Mac Pro, Apple's still ignoring Final Cut Pro and Aperture and it's a mistake

 

NVIDIA's M6000 GPU

https://www.pny.com/nvidia-quadro-m6000?sku=VCQM6000-PB

3072 CUDA Cores, 12 GB GDDR5 VRAM, 317 GB/s memory bandwidth, PCI Express 3.0 x 16.

 

NVIDIA Quadro VCA

Scalable, interactive Physically Based Rendering

http://www.nvidia.com/object/visual-computing-appliance.html

Plaats voor 8 stuks High-end GPU's met elk 12 GB VRAM geheugen.

 

Renderen in seconden

http://images.nvidia.com/content/quadro/
vca/videos/VCA_GTC_2015_FINAL_1-original.mp4

https://www.cadnetwork.de/de/solutions/nvidia-quadro-vca

 

Eén GPU voor meerdere gebruikers

https://vimeo.com/152541363

 

V-Ray RT with NVIDIA VCA

https://www.youtube.com/watch?v=JP7iswcEkwg

Let op V-Ray heeft een reeks van software producten om te renderen. De ene is niet met de andere te vergelijken. Twee daarvan zijn geschikt om de kracht van de GPU te benutten.


Wat de specialisten over Apple's Vulkan denken

Panel of graphics experts discusses Vulkan at the Khronos Paris chapter

1st March 2016

LINK IMGTEC COM


homepage

omhoog