[기타] Compute Shader

Compute Shader

Compute Shader는 GPGPU를 이용하여 동시에 수많은 연산을 병렬로 처리하는 쉐이더이다. 

GPGPU는 GPU를 그래픽처리 뿐만 아니라 범용적인 계산에 사용하는 것을 칭한다. 즉 GPU의 활용 범위에 따라 GPU, GPGPU로 구분하는 것이다.

GPGPU는 병렬 형태의 계산 처리가 대량의, 간단한 연산에 효과적이기 때문에 쉐이더, 머신러닝등에 활용된다고 한다.

 

유니티에서는 CPU의 작업을 GPU에게 넘겨주어 최적화에도 활용할 수 있다고 한다. 

 

Compute Shader를 활용하기 위해서는 GPU의 작업 처리를 이해할 필요가 있다. 

 

Kernal

 Kernal은 GPU에서 처리하는 작업의 단위이다. 하나의 함수라고 생각하면 될 것 같다.

 

Therad

Kernal을 실행하는 단위로 하나의 Thread가 한 종류의 Kernal을 실행한다. 

Thread는 x, y, z 3차원으로 구성되며 x * y * z개의 Kernal이 동시에 실행된다.

 

Thread Group

Thread를 실행하는 단위이다. 

마찬가지로 x, y, z,3차원으로 구성되며 x * y * z개의 Thread가 동시에 실행된다. 

x, y, z는 [numthreads(x, y, z)]로 결정하며 Compute Shader를 실행하는 함수 Dispatch()에 매개변수로 사용된다.

총 Thread개수는 32의 배수로 최대 256개를 지정하는 하는 성능에 좋다고 한다. 

예) [numthreads(256, 1, 1)], [numthreads(16, 16, 1)], [numthreads(8, 8, 4)]

너무 많이 할당하면 Thread가 일을 하지 않고 놀아 낭비가 될 수 있으므로 적절한 크기로 설정해야 한다. 

 

차원은 계산할 데이터의 차원에 따라 결정되는데, 예를 들어 int, float같은 데이터면 1차원, 렌더 텍스쳐와 같은 데이터면 2차원으로 결정되는 식이다.

 

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Compute Buffer

CPU와 GPU가 데이터를 주고 받기 위해 사용된다. 

쉐이더 내부에서는 RWStructuredBuffer<T>(읽기, 쓰기), StructuredBuffer<T>(읽기)로 매핑된다. 

int, float, Vector 또는 구조체의 배열 변수 등을 공유할 수 있다. 

 

생성자

• ComputeBuffer(int count, int stride)
• ComputeBuffer(itn count, int stride, ComputeBuffreType type)

count : 버퍼 내의 요소의 개수이다, 배열의 길이라고 생각하면 된다. 

stride : 버퍼 요소 하나의 크기로 버퍼의 데이터의 타입과 같아야 한다. 

type : 쉐이더의 내용과 변수에 따라 달라진다. 기본은 Default이며, RWStructuredBuffer, StructuredBuffer를 나타낸다.