为什么我们需要SPIR-V？

Question

我一直在阅读关于异构计算的文章，并偶然发现了斯皮尔-V。我在那里发现了以下情况：

SPIR是第一个开放标准的跨API中间语言，用于本机表示并行计算和图形。

从这幅图像中我可以看到，所有高级语言，如GLSL、HLSL、OpenCL C等，都被编译成SPIR，并以这种方式传递给要执行的正确的物理设备。

，我的问题是，为什么我们需要编译我们的着色器/内核代码到SPIR-V，而不是直接编译成机器指令，将由所选的物理设备执行？如果这个问题不正确，你能解释一下为什么我们需要SPIR-V吗？

Answer 1

通常，您可以将编译器分为两个部分:特定语言(或语言系列)的前端和后端，后者与语言无关，可以为一个或多个特定的体系结构生成机器代码(您可以进一步分解它，但现在已经足够了)。可以在这两个部分进行优化；其中一些在任何地方都更合适。这就是clang和LLVM之间的关系，例如: clang是C族语言的前端，LLVM是后端。

由于不同的GPU有明显不同的机器代码(通常比arm64和x86_64差得多)，所以后端编译器需要在GPU驱动程序中。但是没有理由让前端也出现在那里，尽管在OpenGL中是这样工作的。通过将两者分开，并使用SPIR-V作为它们用于通信的语言，我们得到：

1. 一个解析和语法检查实现，而不是每个供应商一个。这意味着开发人员只针对语言的一个变体，而不是一堆特定于供应商的变体(因为实现了不同的版本、bug、解释上的差异等等)。
2. 支持多种语言。您可以使用ESSL (OpenGL ES的GLSL变体)、GLSL、HLSL和OpenCL编写Vulkan着色器，使开发人员更容易支持多个API。它们都发出SPIR-V，所以驱动程序不必支持每种语言。理论上，有人可以设计自己的语言，或者支持MetalSL等等。
3. 由于SPIR-V应该是机器编写/机器读取，而不是对人友好的，所以它比GLSL更简单、更规则。因此，让所有供应商以高质量实现它应该更容易。(目前，实现要比GL驱动程序成熟得多，所以我们还不太成熟。)
4. 一些昂贵的优化可以脱机进行，例如，作为应用程序构建过程的一部分，而不是在运行时，当您试图在16或33毫秒内完成一个框架时。