CN113924547B 降低着色器程序中使用的计算的精度的设备、方法和介质 （微软技术许可有限责任公司）

2021.12.02PCT/US2020/02860620WO2020/247073EN2020.12.10US2004012597A1,2004.01.22降低着色器程序中使用的计算的精度的设用于降低着色器程序中使用的计算的精度的方法和设备可以包括接收用于着色器程序的程序代码以与图形处理单元(GPU)一起使用，该图形处理单元(GPU)支持半精度存储和着色器程上执行至少一个通道以选择程序代码内的操作通过将计算重写为半精度来生成经编辑的程序2接收用于着色器程序的程序代码以与所述GPU一在所述程序代码上执行至少一个通道以自动分析所述程序代码针对所述多个计算中的每个计算，评估将针对所述计算的所生成报告，所述报告具有在经编辑的所述程序代码中对精度做辑的所述程序代码中的其他计算维持所述精度2.根据权利要求1所述的计算机设备，其中所述精度损失阈值标识所述计算是否支持3.根据权利要求1所述的计算机设备，其中响应于先前被标识为支持半精度或响应于4.根据权利要求1所述的计算机设备，其中所述GPU的硬件参7.根据权利要求1所述的计算机设备，其中所述编译器还可操作以执行迭代过程以确8.根据权利要求1所述的计算机设备，其中所述报告标识对所述计算的所述精度做出将所述经编辑的程序代码提供给所述GPU以用于处理成要在显示器上呈现的输出；以及3在计算机设备上的编译器处，接收用于着色器程序的程序代码以与图形处理单元GPU在所述程序代码上执行至少一个通道以自动分析所述程序代码针对所述多个计算中的每个计算，评估将针对所述计算的所生成报告，所述报告具有在经编辑的所述程序代码中对精度做辑的所述程序代码中的其他计算维持所述精度11.根据权利要求10所述的方法，其中所述精度损失阈值标识所述计算是否支持所述12.根据权利要求10所述的方法，其中响应于先前被标识为支持半精度或响应于用户执行迭代过程以确定是否要降低所述操作集内的所述多个计算17.根据权利要求10所述的方法，其中所述报告标识对所述计算的所述精度做出的改20.一种非瞬态计算机可读介质，所述计算机可读介质存储能够由计算机设备执行的至少一个指令以用于使所述计算机设备接收用于着色器程序的程序代码以与图形处4至少一个指令以用于使所述计算机设备在所述程序代码上执行至少一个通道以自动与支持半精度的先前定义的操作的列表和对精度降低敏感的先前定义的操作的列表的组至少一个指令以用于使所述计算机设备针对所述多个计至少一个指令以用于使所述计算机设备响应于所述精度损失风险低于精度损失阈值，至少一个指令以用于使所述计算机设备生成报告，所述报告具5[0002]游戏通常在游戏内使用数以万计的图形着色器程序为游戏内的图像生成适当级接收用于着色器程序的程序代码以与GPU一起使用；在程序代码上执行至少一个通道计算机可读介质可以包括至少一个指令以用于使计算机设备接收用于着色器程序的程序该计算机可读介质可以包括至少一个指令以用于使计算机设备针对多个计算中的每个计6且部分地将在检查以下内容或通过其实践学习以下内容后对本领域技术人员变得更加明[0012]图3是根据本公开的实现的用于降低在着色器程序中使用的计算的精度的示例方[0013]图4是根据本公开的实现的用于评估在着色器程序中使用的计算的较低的精度的(GPU)的图形硬件一起使用的着色器程序中使用的计算的精度。执行游戏应用的计算机设备通常在游戏内使用数以万计的着色器程序为游戏内的图像生成适当级别的颜色和/或特半精度存储和/或在着色器程序中算术对着色器程序的性能提[0016]然而，并非着色器程序中使用的所有计算都可以容忍降低的精度和/或范围格式色器的计算会导致着色器程序开发人员的庞[0017]本公开的设备和方法可以在编译器内提供自动化过程以标识着色器程序中的计精度的着色器程序中的输出(例如，到渲染目标的输出或在着色器中标记为一半的任何其7精度敏感的指令。可能对精度和/或精度变化敏感的指令可以包括但不限于三角函数指令[0018]另外，编译器可以加权转换操作的成本和/或转换操作带来的任何功率消耗的收助用户量化由于降低用于着色器程序的经编辑的程序代码中的选择的计算的精度而导致低精度运行经编辑的程序代码并评估由于较低精度而导致的图像质量输出与游戏一起使用是否可以可接受。该工具还可以为用户提供附加信息和/或对游戏输出中可能出现的精[0022]现在参考图1，其中图示了用于降低着色器程序12中使用的计算24的精度的示例算机设备102或另一计算设备可能已经为一个或多个着色器程序12自动生成了程序代码的数以万计的着色器为与运行应用10相关联的图像生成适当级别的颜色和/或特殊效果，包括一个或多个渲染的图像47以用于呈现在显示8计算机设备102可以是诸如台式计算机或膝上型计算机或平板计算机的计算机设备、物联[0025]计算机设备102可以包括由处理器54和/或存储器56执行的操作系统110。计算机设备102的存储器56可以被配置用于存储定义操作系统110和/或与之相关联的数据和/或储器56的示例可以包括但不限于可由计算机使用的存储器类型，诸如随机存取存储器[0026]操作系统110可以包括编译器16，编译器16可以被用来验证和/或改进程序代码[0028]精度降低管理器20可以分析GPU44的程序代码14和/或着色器程序12和/或硬件9算24的链的表达式树。评估组件28可以将每个计算24的范围和/或精度信息与计算路径上可以针对预期范围35和/或精度界限37对可能的损失进行评分。评估组件28可以使用范围和精度信息与预期范围35和/或精度界限37的比较来确定精[0034]在确定精度是否可以降低和/或精度损失对于操作集22来说是否可以接受时，评的对计算机设备102的功率消耗益处可能会胜过因为降低计算24的精度而可能导致的精度的精度可以是可接受的，以便在计算24中使用半精度38时获得对计算机设备102的功率消32，通知32具有关于潜在的功率消耗益处的信息和/或关于使用半精度38的潜在精度损失[0038]此外，编译器16可以将经编辑的程序代码34和/或报告40传送到用户界面50以用使用所提供的信息作为引导来降低着色器程序12内[0039]用户还可以标识一个或多个其中在着色器程序代码14内的精度可能会被降低的以将渲染图像47的图像质量与质量阈值30进行比较，以确定渲染图像47的质量是否可接着色器程序12可以容忍降低的精度而不降低输过编译器1614自动标识可以在其中降低精度的操作集22和/或自动编辑程序代码14以包括[0044]评估组件28(图1)可以将范围和精度信息附到表达式树200中的每个计算202、上的值的预期范围35和/或精度界限37进行比较。对于计算路径上的每个计算202、204、组件28可以使用范围和精度信息与预期范围35和/或精度界限37的比较来确定精度损失风[0046]在212处，对于表达式树200中的操作集22，评估组件28可以知道Z以半精度38输式树200中的操作集22可以用于输出颜色，并且评估组件28可以知道颜色输出是以半精度度降低管理器20可以使用支持半精度38的先前定义的操作列表来确定可以容忍较低精度对着色器程序12使用的硬件和/或的操作的先前知识来训练的引导和/[0058]评估组件28还可以在确定精度是否可以被降低和/或对于操作集22而言精度损失能发生的对计算机设备102的功率消耗益处可能胜过因降低计算24的精度而可能发生的精件28可以确定范围x＝70000超过计算24的预期范围35(例如，该范围在针对半精度值的范度38时，评估组件28可以确定损失的精度可以是获得对计算机设备102的功率消耗节省的和/或关于使用半精度38的潜在精度损失的信息。编译器16可以将通知32传送到用户界面28可以标识计算36支持半精度38。如果计算24支持较低精度和/或如果GPU44支持较低精[0062]精度降低管理器20可以通过用半精度38重写标识的计算36的精度来自动生成经编辑的程序代码34。精度降低管理器20还可以生成具有对精度做出的改变的信息的报告[0064]方法300可以用于将着色器程序12内的操作的精度从单精度26安全地降低到半精[0065]现在参考图4，方法400可以由计算机设备102(图1)用来评估在着色器程序12(图的经编辑的程序代码。编译器16可以将经编辑的程序代码34传送到用户界面50以用于显方面，用户可以使用报告40中的信息对程序代码14和/或经编辑的程序代码34进行进一步提供的信息作为引导来降低着色器程序12内像质量可以被评估以确定着色器程序12是否可以容忍降低的精度而不降低输出46的图像用户可以修订经编辑的程序代码34并生成改变在着色器程序12中使用的较低精度的量的经修订的程序代码52。经修订的程序代码52可以被传送到编译器16以用于进一步的评估[0073]在416处，方法400可以可选地包括从由编译器执行的分析中添加或移除计算路将计算24传送到编译器16以用于评估。评估组件28可以评估是否可以针对计算24降低精订的程序代码52可以被传送到编译器16以用于进一步的评估和[0074]方法400可以向用户提供用于降低着色器程序中的精度的交互过程。另外，方法[0075]现在参考图5，与图1相比，根据实现可以被配置为计算机设备102的示例计算机[0076]计算机500还可以包括存储器56，诸如用于存储由处理器54执行的应用的本地版和服务来建立和维持与一方或多方的通信。通信组件58可以承载计算机设备102上的组件[0079]计算机500还可以包括用户界面组件50，用户界面组件50可操作为从计算机设备102的用户接收输入并且还可操作为生成输出以呈现给用户。用户界面组件50可以包括一件可以诸如根据具有一个或多个数据分组的信号通过本地和/或远程过程的方式通信，诸[0085]此外，结合本文公开的实现来描述的方法或算法的步骤