Metal test mac os

Metal

Accelerating graphics and much more.

Metal provides a platform-optimized, low-overhead API for developing the latest 3D pro applications and amazing games using a rich shading language with tighter integration between graphics and compute programs. To help you do more while managing ever more complex shader code, Metal adds an unparalleled suite of advanced GPU debugging tools to help you realize the full potential of your graphics code.

What’s new

Enhanced graphics and compute integration

To better realize the latest GPU rendering techniques, you can now call dynamic libraries, use function pointers, and leverage the Ray Tracing API directly from your graphics shaders.

Function stitching

Efficiently combine precompiled functions into more complex functions at run time. This allows shader authoring tools to precompile individual shader nodes while maintaining flexibility as they author shaders.

New Ray Tracing features

The Ray Tracing API now supports motion blur, user instance IDs, and an extension of numerical limits to help you generate immensely complex scenes with professional renders.

GPU-accelerated ML training

MPSGraph adds new operations and optimizations using Metal buffer-based ML primitives on the GPU, so you can accelerate ML model training on Mac with higher peak performance.

Metal plugin for TensorFlow

Metal adds support for the PluggableDevice interface for TensorFlow, so you can start training with great performance on macOS Monterey.

GPU Performance State Debugger

Optimize your graphics code for power and performance on all Apple platforms.

Metal Debugger timeline view

To help achieve peak performance with the latest rendering techniques, Metal Debugger now includes performance counters and bottleneck analysis tools while providing a unified view of Metal commands, resources, and buffers on the timeline of GPU events.

Selective Shader Debugger

To dramatically reduce the time it takes to debug incredibly large GPU shader code, Xcode 13 now includes the option to target and debug specific functions within the overall GPU shader code.

GPU Address Sanitizer

Xcode 13 can automatically find difficult bugs, such as buffer overruns, in complex GPU shader code.

Texture Converter Tool

To simplify optimizing game texture assets for Apple platforms, the new Texture Converter Tool supports the latest modern texture formats used by high-end games. For game developers with a Windows-based build environment, the Texture Converter Tool is also available in the Metal Tools for Windows package.

Documentation

Browse the latest documentation, including API reference and articles.

Metal Developer Tools for Windows

Bring your high-end games and assets to Mac with the Texture Converter Tool and Metal Shader Compiler.

Sample code

Get sample code to see how Metal APIs are implemented.

Videos

Learn how to take advantage of the latest advancements in Metal.

Forums

Ask questions and discuss Metal with Apple engineers and other developers.

Источник

Как проверить, поддерживает лишь ваш Mac технологию Metal в OS X El Capitan

Фреймворк относится к числу новейших разработок Apple, однако совместим с целым спектром чипов Intel, NVIDIA и AMD прошлых лет. Общий официальный ограничитель – сборка компьютера Mac должна быть не древнее 2012-го года, но все варьируется от модели к модели.

Во-первых, низкоуровневый, фактически прямой доступ к графическим мощностям Mac минимизирует необходимость использования OpenGL – увеличивается скорость решения типовых задач. Во-вторых, перенос целевой нагрузки с CPU на GPU высвобождает энное количество системных ресурсов (до 40%), что сулит ускорение параллельной обработки неграфических пакетов данных. В-третьих, ренденринг при применении систем эффектов вроде Adobe After Effects будет происходить в 8-10 раз быстрее наблюдаемых ныне темпов. Все это и множество мелких, интересных лишь узким специалистам нюансов, доступно при взаимодействии Metal с последними моделями графических систем от ведущих производителей.

В силу того, что модельный ряд Mac включает в себя десктопы, моноблоки и ноутбуки разных конфигураций, единое требование, «не старше 2012-го года», следует воспринимать с оговоркой.

Список моделей, поддерживающих Metal, ниже:

• 21,5-дюймовые iMac от 2012 и новее.
• 27-дюймовые iMac от 2012 и новее.
• 27-дюймовые iMac с дисплеями 5K Retina образца 2013 и новее.
• Mac Mini 2012 года выпуска и новее.
• Mac Pro, выпущенные в середине 2012 и конце 2013 гг.
• Новейшие 12-дюймовые MacBook образца весны 2015.
• MacBook Air с дисплеями 11 и 13 дюймов 2012 и новее.
• 13-дюймовый и 15-дюймовый MacBook Pro 2012 и новее.
• MacBook Pro с Retina-дисплеем, обе модификации с диагональю 13 и 15 дюймов, новее 2012.

Как проверить дату выпуска своего Mac:

1. Нажмите на меню  и откройте раздел Об этом Mac.

2. Под названием операционной системы и данными о ее версии находим строку с типом модели и периодом ее выпуска.

3. В данном примере – очевидно, что все преимущества Metal не будут доступны владельцу этого компьютера.

OS X El Capitan Developer Preview уже доступна для авторизованных тестеров, практически без проблем устанавливается и запускается на компьютерах, что помнят еще старый добрый Mavericks. Однако полноценная сборка OS X El Capitan в виде бесплатного обновления вряд ли окажется доступна раньше осени текущего года. К тому же Apple не спешит публиковать конкретные системные требования, так что пока придется отталкиваться от косвенных данных по совместимости с моделями прошлых лет. Зато яблочная компания своевременно позаботилась предложить разработчикам инструментарий MetalKit с настойчивой рекомендацией не мешкать в его освоении. Что и было сделано, по крайней мере, Epic Games еще год назад показала Unreal Engine 4, адаптированный для максимально полного использования возможностей Metal.

Источник

Apple Metal API: в чем же фишка?

На WWDC 2014 всех нас ждал сюрприз: анонс нового графического 3D API под названием Metal. Но на этот раз мы имеем дело не с новым высокоуровневым API поверх OpenGL ES (как было в случае с Scene Kit), а с новым низкоуровневым API для рендеринга и вычислений, которое может служить заменой OpenGL в играх. По словам Apple, Metal может быть до 10 раз быстрее, чем OpenGL ES (точнее говоря — может генерировать вызовы отрисовки [draw calls; передача данных на GPU] в 10 раз быстрее) и доступен только на устройствах с iOS и процессором последнего поколения A7.

Этот анонс спровоцировал новую волну обсуждения и споров насчет необходимости появления новых графических API, которые должны (или не должны — кто знает) заменить OpenGL. Предлагаемый вашему вниманию пост не намерен участвовать в этой дискуссии – его целью является разъяснение того, чем все-таки Metal отличается от OpenGL ES, чьей заменой он является. Чтобы понять, что такого особенного (или же наоборот, ничего особенного) есть в Metal API, нам придется немного заглянуть под «капот» графических API и GPU.

Как работают GPU и графические API

Наивный читатель может предположить, что вызов API напрямую делает что-то на GPU или позволяет чему-то происходить внутри GPU. Еще более наивный читатель предполагает, что GPU заканчивает обработку этого вызова, когда API возвращает результат. Оба этих утверждения далеки от реальности. Если бы драйвер выполнял команды рендеринга в тот же момент, когда они были созданы и ждал бы завершения процесса рендеринга перед возвращением результата в вызов API, то ни CPU, ни GPU не могли бы работать эффективно, поскольку один из процессоров всегда был бы заблокирован в угоду другому.

Для простого улучшения в работе GPU этот процесс стоит запустить асинхронно; тогда GPU не будет блокировать CPU и вызовы API будут возвращать результат почти мгновенно. В этом случае GPU возможно не будет использоваться на все 100%, поскольку ему возможно придется ждать от CPU новых вызовов рендеринга (= начала кадра), в то время как вызовы остальных команд будут ждать завершения предыдущих. Это становится причиной того, почему большинство графических драйверов собирают все вызовы отрисовки (и другие задачи, которые нужно будет выполнить на GPU — например, изменение состояний) для отрисовки всего кадра перед отправкой его на GPU. Эти буферизованные команды будут затем отосланы обратно после того, как будет получена команда для отрисовки следующего кадра, благодаря чему GPU будет использоваться настолько эффективно, насколько это возможно. Конечно, это добавит один кадр задержки: пока CPU будет создавать задание для текущего фрейма, прошлый фрейм будет рендериться на GPU. На самом деле, можно буферизовать больше одного кадра и таким образом добиваться большей частоты смены кадров — за счет еще большей задержки.

Другая ошибка в нашем наивном предположении состоит в предположении о том, чем занимаются вызовы изменения состояний.

Итак, мы узнали как минимум две важные вещи о том, что происходит за сценой совместной работы OpenGL с современными GPU: изменение состояний может быть сложным, если требуется новая комбинация состояний и все операции на GPU будут задержаны на некоторое количество времени.

В приложении, один поток актуальных команд для одного кадра, которые надо выполнить на GPU, формируется и отправляется на GPU сразу весь за один раз (на самом деле все немного сложнее, но давайте не будет пока углубляться).

Подробнее прочитать о том, как работает современный пайплайн компьютерной графики вы можете в серии статей Fabian Giesens — “A trip down the Graphics Pipeline“.

Почему у другой программной модели могут быть преимущества

Как вы уже увидели, от программиста спрятано огромное количество сложностей и хитрых трюков (их наверняка еще больше, чем я упомянул), которые прячут то, что непосредственно происходит. Одни из них делают жизнь простого разработчика проще, другие — заставляют его искать способы обхитрить драйвер или «копать» в сторону побочных эффектов работы вызовов API.

Некоторые графические API сегодня пытаются убрать большую часть этих трюков, раскрывая скрываемую ими «запутанность» – и в некоторых случаях оставляя на волю программы решение всех связанных проблем. В этом направлении шли графические API PS3, в нем же идет AMD со своим Mantle, туда же собираются грядущие DirectX 12 и Apple Metal.

Что же изменилось?

Буферы команд теперь открыты и приложение должно заполнять эти буферы и отправлять их в очередь команд, которая будет выполнять эти буферы в заданном порядке на GPI — таким образом приложение будет иметь полный контроль над заданием, отправляемым на GPU, и определять, сколько кадров задержки необходимо добавить (добавляя задержку, но при этом увеличивая степень используемости GPU). Буферизация команд на GPU и отправка их асинхронно в следующий фрейм должна быть реализована самим приложением.

Поскольку становится ясно, что эти буферы не будут выполняться прямо сразу (то есть во время создания) и что множественные буферы могут быть созданы и добавлены в очередь на выполнение в определенном порядке, приложение может позволить себе их построение в нескольких потоках в параллели. Также для программиста становится более очевидным, какие из результатов вычислений уже доступны, а какие — нет.

Изменения состояний теперь организованы в объекты состояний, которые могут просто переключаться, в то время как создание этих объектов будет обходиться дороже. Например, MTLRenderPipelineState содержит шейдеры и все состояния, которые реализованы их патчингом.

Другой плюс от нового API в том, что оно не обязано нести груз совместимости с предыдущими версиями и поэтому не будет таким консервативным.

Есть нюанс и в заточке под A7 — благодаря ему Metal заточен под работу на системах с общей памятью, т.е. CPU и GPU могут получать прямой доступ к одним данным без необходимости перебрасывать их по шине PCI. Metal дает прямой доступ для программы к буферам из CPU, и ответственность за то, что эти данные не используются одновременно и GPU, ложится на плечи программиста. Эта полезная функция позволяет смешивать произведение вычислений на GPU и CPU.

И как это в 10 раз быстрее?

Каждый вызов отрисовки стоит сколько-то времени на CPU и сколько-то времени на GPU. Metal API уменьшает время, затрачиваемое CPU, благодаря упрощению контроля за состояниями и благодаря этому уменьшению числу проверок на ошибки от драйвера на правильность комбинаций состояний. Еще помогает предварительное вычисление состояний: можно не просто выполнять проверку на ошибки во время билда, но и само изменения состояния потребует меньшее количество вызовов API. Возможность параллельного построения буферов команд еще больше увеличивает число вызовов отрисовки в том случае, если приложение привязано к CPU.

А вот рендеринг на GPU с другой стороны быстрее не становится, приложение которое делает совсем немного вызовов отрисовки для больших мешей (меш — часть модели, состоящая из вершин объекта] не получит никакого преимущества от перехода на Metal.

Может ли то же самое быть сделано на OpenGL?

На GDC 14 была отличная презентация “Approaching Zero Driver Overhead” за авторством Cass Everitt, John McDonald, Graham Sellers и Tim Foley. Основной ее идеей было уменьшение работы драйвера в OpenGL при помощи увеличения количества работы, производимым вызовов отрисовки, и использованием новых объектов GL и меньшего количества числа вызовов GL для повышения эффективности.

Эта и другие идеи потребуют дальнейшего расширения OpenGL и появления новых версий этого API, но многое из этого можно будет перенести в OpenGL ES. Что мы потеряем — так это возможность прямого управления командными буферами, со всеми своими «за» и «против».

Какова вероятность увидеть это в будущем? Из-за поддержки обратной совместимости, остается надеяться только на появление некоего набора функций, который можно будет назвать «современное ядро», но и его скорее всего придется сделать совместимым со всем вплоть до оригинальной функции glBegin(). Это ограничение будет действовать на протяжении всего потенциального будущего OpenGL и станет пределом его эволюции, делая альтернативы вроде Metal API все более предпочитаемыми…

Источник