可变长度循环对GPU着色器的影响

它很流行在GPU内渲染程序内容，例如在演示场景中（绘制单个四边形以填充屏幕并让GPU计算像素）。

雷行军很受欢迎：

这意味着GPU正在每个像素执行一些未知数量的循环迭代（尽管您可以将上限设为maxIterations）。

具有可变长度的循环如何影响着色器性能？

想象一下简单的光线行进伪代码：

t = 0.f;
while(t < maxDist) {
    p = rayStart + rayDir * t;
    d = DistanceFunc(p);
    t += d;
    if(d < epsilon) {
       ... emit p
       return;
    }
}

各种主流GPU系列（Nvidia，ATI，PowerVR，Mali，Intel等）如何受到影响？顶点着色器，尤其是片段着色器？

如何进行优化？

在GDC 2012上有一个关于GPU距离场射线行进（以及其他主题）的精彩演讲：http : //directtovideo.wordpress.com/2012/03/15/get-my-slides-from-gdc2012/

就性能而言，最新的（DX11级）图形卡在SIMD单元上执行着色器，这些单元以同步方式运行32（NVIDIA）或64（AMD）“线程”。这些组被称为扭曲或波阵面。对于像素着色器，每个线程等于一个像素，因此我希望SIMD单元可以一起处理8x4（NVIDIA）或8x8（AMD）像素块。分支和流控制是在每个波前完成的，因此波前中的所有线程必须循环与该波前中最深的单个像素一样多的次数。SIMD通道遮罩将关闭已完成像素的执行，但是它们仍然必须与整个波前的流控制一起静默运行。当然，这意味着当分支连贯一致时，该系统的效率会大大提高，

以我的经验，即使波前中的所有线程都以相同的方式分支，分支开销仍然很高。通过展开循环以分摊一些分支开销，我已经看到了某些情况下的性能提升。但是，这当然取决于您在每次循环迭代中要完成多少工作。如果循环主体中有足够的“填充物”，则展开将不会成功。

我建议阅读SIGGRAPH 2008：超越可编程阴影时的Teraflop运行代码：GPU Shader Cores的工作原理（pdf）。它讨论了动态分支。

关于动态分支，还有一点需要注意（也许是显而易见的，但对某些人来说仍是值得注意的）：它会严重影响展开循环的性能（显然，如果迭代次数不是恒定的，则无法展开循环） 。

int s = 0;

现在for（int k = 1; k <= n; k ++）{s + = k;}就像s = n *（n + 1）/ 2

所以多数民众赞成在不是真的：D