فناوری ولکان

ولکان (انگلیسی : Vulkan) یک گرافیک سه بعدی و گرافیکی متقابل پلت فرم و محاسبه API است. ولکان برنامه های کاربردی گرافیکی سه بعدی با کیفیت بالا در زمان واقعی مانند بازی های ویدئویی و رسانه های تعاملی را در تمام سیستم عامل ها هدف قرار می دهد. در مقایسه با OpenGL وDirect3D 11 و مانند Direct3D 12 و Metal.  ولکان  در نظر دارد تا عملکرد بالاتری نسبت به پردازنده / پردازنده گرافیکی داشته باشد. سایر تفاوت های عمده ای که بین Direct3D 11 (و قبل از آن) و OpenGL وجود دارد، ولکان است که به میزان قابل توجهی API سطح پایین و ارائه موازی موثر است.  ولکان همچنین توانایی ارائه برنامه های کاربردی گرافیکی دوبعدی، با این حال به طور کلی برای سه بعدی مناسب است. علاوه بر استفاده از CPU پایین تر، ولکان همچنین قادر به پخش بهتر کار در میان هسته های CPU می باشد.

ولکان برای اولین بار توسط گروه خرونوس در GDC  اعلام شد.  API Vulkan در ابتدا به عنوان “نسل بعدی ابتکار” OpenGL   توسط گروه خرونوس نامگذاری شد، اما استفاده از آن نامها پس از نام ولکان اعلام شد. ولکان از اجزای API      Mantle AMD ساخته شده و ساخته شده توسط AMD به گروه خرونوس اهدا شده است و قصد دارد تا گروه خرونوس را به عنوان پایه ای برای آغاز یک API سطح پایین که بتواند در سراسر صنعت استاندارد سازی کند بسیار شبیه Open GL   میباشد.

امکانات 

OpenGL و Vulkan هر دو API ها را ارائه می دهند، در هر دو مورد GPU شیدرها را اجرا می کند در حالی که CPU همه چیز را اجرا می کند.

Vulkan در نظر دارد مزایای مختلفی بر روی API های دیگر و همچنین پیشین آن یعنی OpenGL ارائه دهد. Vulkan سربار های پایین تر، کنترل مستقیم تری نسبت به GPU و مصرف CPU پایین تر ارائه می دهد. مفهوم کلی و ویژگی های Vulkan شبیه به Direct3D 12، Metal و Mante است.

مزایای استفاده از Vulkan بیش از API های نسل قبلی عبارتند از:

API Vulkan –۱ مناسب برای کارت های گرافیکی بالا و همچنین سخت افزار گرافیکی در دستگاه های تلفن همراه (OpenGL دارای یک زیر مجموعه خاص برای دستگاه های تلفن همراه OpenGL ES است؛ این هنوز یک API جایگزین در دستگاه های پشتیبانی از Vulkan است).

 ۲- در مقایسه با Direct3D 12، Vulkan در چندین سیستم عامل مدرن موجود است. مانند OpenGL، API Vulkan به یک فاکتور سیستم عامل یا دستگاه قفل نمی شود. همانطور که از انتشار، Vulkan در آندروید، لینوکس، Tizen، ویندوز ۷، ویندوز ۸ و ویندوز ۱۰ اجرا می شود (پشتیبانی شخص ثالث برای iOS و macOS [18] نیز موجود است)

 ۳– کاهش سربار راننده، کاهش بار کاری CPU.

  ۴– بار بر پردازنده ها را از طریق استفاده از دسته بندی [تعریف مورد نیاز] کاهش می دهد، و CPU را آزاد برای انجام محاسبات بیشتر و یا رندر کردن ترجیح می دهد.

 ۵– مقیاس بهتر در پردازنده های چند هسته ای. Direct3D 11 و OpenGL 4 در ابتدا برای استفاده با پردازنده های تک هسته طراحی شده اند و تنها افزایش دهنده هایی که در هسته های چند هسته ای اجرا می شوند، طراحی شده اند. حتی زمانی که توسعه دهندگان نرم افزار از افزوده استفاده می کنند، API به طور مرتب بر روی چند هسته ای مقیاس نمی کند.

OpenGL –۶ از GLSL زبان سطح بالا برای نوشتن شیدرها استفاده می کند که هر راننده OpenGL را مجبور به اجرای کامپایلر خود برای GLSL می کند که در زمان اجرای برنامه اجرا می شود تا شیدرهای برنامه را به کد ماشین GPU ترجمه کند. درایورهای Vulkan قرار است به جای شیدرها در حال حاضر به یک فرمت باینری متوسط ​​به نام SPIR-V (نمای استاندارد متوسط ​​قابل حمل قابل حمل)، مشابه با فرمت دودویی که شبیه سازهای HLSL در Direct3D کامپایل می شوند، ترجمه شوند. با استفاده از پیش تدوین شیدر، سرعت اولیه اولیه برنامه بهبود می یابد و انواع مختلف شیدرها می تواند در هر صحنه مورد استفاده قرار گیرد. راننده Vulkan تنها نیاز به انجام بهینه سازی GPU و ایجاد کد، در نتیجه تعمیر و نگهداری راننده آسان تر، و در نهایت بسته های کوچک راننده (در حال حاضر فروشندگان GPU هنوز باید شامل OpenGL / CL).

 ۷– مدیریت یکپارچه از هسته محاسبه و سایهدار گرافیکی، حذف نیاز به استفاده از یک API محاسبه جداگانه در ارتباط با یک API گرافیکی.

……  اما یک نکته : شرکت NVIDIA  یادآور می شود که OpenGL همچنان یک گزینه عالی برای بسیاری از موارد استفاده است، زیرا این کار در مقایسه با Vulkan بسیار مشکل تر و پیچیده تر است و در بسیاری از موارد هنوز کارایی کلی را در اختیار شما قرار می دهد.

ویژگی های برنامه ریزی شده

در سال ۲۰۱۶ گروه خرونوس اعلام کرد که Vulkan از ویژگی های چند GPU خودکار پشتیبانی می کند، شبیه آنچه که توسط Direct3D ارائه شده است. پشتیبانی از Multi-GPU در API شامل نیاز به SLI یا Crossfire است که نیاز به کارت گرافیک دارد همان مدل API Multi-GPU به جای این اجازه می دهد API به هوشمندانه حجم کار را در بین دو یا چند پردازنده کاملا متفاوت تقسیم کند. به عنوان مثال، GPU های مجتمع شده در CPU می توانند در ارتباط با یک GPU اختصاصی برای پایان دادن به عملکرد کم استفاده شوند. در هنگام انتشار OpenCL نسخه ۲٫۲، گروه Khronos اعلام کرد که OpenCL در آینده به Vulkan ادغام خواهد شد.

شناسنامه ولکان :

وولکان

توسعه دهنده Khronos Group

انتشار اولیه ۱۶ فوریه ۲۰۱۶؛ ۲۲ ماه پیش

نسخه آزمایشی ۱٫۰٫۶۷ (۶ ژانویه ۲۰۱۸؛ ۱۱ روز پیش)

سیستم عامل آندروید، لینوکس، مایکروسافت ویندوز، Tizen

بسترهای نرم افزاری

گرافیک ۳D و API محاسبه کنید