Эффективность ветвления в шейдерах

к сожалению, я думаю, что реальный ответ здесь-сделать практическое тестирование с помощью анализатора производительности вашего конкретного случая на вашем целевом оборудовании. Особенно учитывая, что похоже, что вы находитесь на этапе оптимизации проекта; это единственный способ учесть тот факт, что аппаратное обеспечение часто меняется и характер конкретного шейдера.

на ЦП, если вы получаете mispredicted филиал, вы создадите трубопровода заподлицо и с конвейеров процессора так глубоко, вы будете эффективно сбросить порядка 20 или более циклов. На GPU все немного по-другому; конвейер, вероятно, будет намного мельче, но нет предсказания ветви, и весь код шейдера будет в быстрой памяти, но это не реальная разница.

трудно узнать точные детали всего, что происходит, потому что nVidia и ATI относительно плотно сжаты, но главное, что графические процессоры сделаны для массового параллельного выполнения. Есть много асинхронные шейдерные ядра, но каждое ядро снова предназначено для запуска нескольких потоков. Я понимаю, что каждое ядро ожидает запуска одной и той же инструкции для всех потоков в любом цикле (nVidia называет эту коллекцию потоков "warp").

в этом случае поток может представлять вершину, элемент геометрии или пиксель/фрагмент, а деформация-это набор из 32 таких элементов. Для пикселей, они могут быть пиксели, которые находятся близко друг к другу на экране. Проблема в том, если в пределах одной основы разные потоки принимают разные решения при условном скачке, основа разошлась и больше не выполняет одну и ту же инструкцию для каждого потока. Аппаратное обеспечение может справиться с этим, но не совсем ясно (по крайней мере для меня), как это происходит. Он также, вероятно, будет обрабатываться немного по-разному для каждого последующего поколения карт. Новейшие, наиболее общие CUDA/compute-shader дружественные nVidias могут иметь лучшую реализацию; старые карты могут иметь более бедные реализация. В худшем случае вы можете найти много потоков, выполняющих обе стороны операторов if/else.

один из замечательных трюков с шейдерами-научиться использовать эту массово параллельную парадигму. Иногда это означает использование дополнительных проходов, временных буферов за пределами экрана и буферов трафаретов для выталкивания логики из шейдеров на процессор. Иногда может показаться, что оптимизация сжигает больше циклов, но на самом деле это может уменьшить некоторые скрытые накладные расходы.

также обратите внимание, что операторы if в шейдерах DirectX можно явно пометить как [branch] или [flatten]. Стиль flatten дает вам правильный результат, но всегда выполняет все инструкции. Если вы явно не выбираете один, компилятор может выбрать один для вас-и может выбрать [flatten], что не подходит для вашего примера.

следует помнить, что если вы перепрыгнете через первый поиск текстуры, это запутает математику производной координаты текстуры оборудования. Вы получите компилятор ошибки, и лучше этого не делать, иначе вы можете пропустить некоторые из лучших текстурирующих поддержки.