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subgroups

subgroups称为子组，Vulkan 规范将其定义为：

提示

一组可以高效相互同步和共享数据的着色器调用。在计算着色器中，本地工作组是子组的超集。

对于许多驱动实现，subgroup 是同时运行同一指令的调用组。subgroup 允许着色器以比单个工作组更精细的粒度进行工作。

资源​

关于subgroup 更详细的信息，请参阅一篇很棒的 Khronos 博客文章，以及 2018 年 Vulkan 开发者大会的PPT和视频），GLSL 对subgroup的支持在 GL_KHR_shader_subgroup 扩展中可以找到。

subgroup大小​

subgroup的大小是驱动动态调整的，某些驱动实现执行着色器时可能会为不同的subgroup分派不同的subgroup大小。因此，他们可以隐式地将一个大型subgroup拆分为较小的subgroup，或者将一个小型subgroup表示为较大的subgroup。

VK_EXT_subgroup_size_control​

提示

在 Vulkan 1.3 中提升为核心扩展

创建此扩展的原因是某些驱动实现具有多个大小，而 Vulkan 最初只公开了单个subgroup大小。

例如，如果一个驱动实现同时支持4 和 16大小的subgroup，以前只需要公开一个 size，但现在可以同时公开两个 size。这意味着允许应用程序以更精细的粒度控制多个subgroup的硬件。如果设备不支持该扩展，则意味着只公开支持一个subgroup的大小。

检查是否支持​

在 Vulkan 1.1 中，subgroup所有的信息都可以在VkPhysicalDeviceSubgroupProperties中查到。

VkPhysicalDeviceSubgroupProperties subgroupProperties;

VkPhysicalDeviceProperties2KHR deviceProperties2;
deviceProperties2.sType      = VK_STRUCTURE_TYPE_PHYSICAL_DEVICE_PROPERTIES_2;
deviceProperties2.pNext      = &subgroupProperties;
vkGetPhysicalDeviceProperties2(physicalDevice, &deviceProperties2);

// Example of checking if supported in fragment shader
if ((subgroupProperties.supportedStages & VK_SHADER_STAGE_FRAGMENT_BIT) != 0) {
    // fragment shaders supported
}

// Example of checking if ballot is supported
if ((subgroupProperties.supportedOperations & VK_SUBGROUP_FEATURE_BALLOT_BIT) != 0) {
    // ballot subgroup operations supported
}

保证支持​

Vulkan Spec强调驱动实现必须支持的管线阶段：

提示

如果物理设备支持VK_QUEUE_COMPUTE_BIT队列，则 supportedStages 将设置 VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT 位。

Vulkan Spec强调驱动实现必须支持的操作：

提示

如果物理设备支持 VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT 或 VK_QUEUE_COMPUTE_BIT队列，则supportedOperations 将设置 VK_SUBGROUP_FEATURE_BASIC_BIT 位。

VK_KHR_shader_subgroup_extended_types​

提示

在 Vulkan 1.2 中提升为核心扩展GLSL_EXT_shader_subgroup_extended_types

此扩展允许在 subgroup 范围的group操作使用 8 位整数、16 位整数、64 位整数、16 位浮点和这些类型的向量（前提是驱动实现支持这些类型）。

例如，如果驱动实现支持 8 位整数，那么应用程序可以使用 GLSL的 genI8Type subgroupAdd(genI8Type value);调用，该调用将在 SPIR-V 中映射到OpGroupNonUniformFAdd。

VK_EXT_shader_subgroup_ballot 和 VK_EXT_shader_subgroup_vote​

VK_EXT_shader_subgroup_ballot和VK_EXT_shader_subgroup_vote是 Vulkan 最开始公开的 subgroup扩展。如果应用程序使用的是 Vulkan 1.1 或更高版本，则无需使用这些扩展，而应使用核心 API 来查询是否支持 subgroup。