GPGPU in Unity

2025-05-26

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GPGPU in Unity#

首先从 Unity 应用的角度来看 GPGPU。Unity 想要使用 GPGPU, 需要用到 Compute Shader。
定义一个简单的 ComputeShader：

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#pragma kernel CSMain
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RWStructuredBuffer<float4> Result;
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[numthreads(8,8,1)]
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void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
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{
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    Result[id.xy] = float4(id.x & id.y, (id.x & 15)/15.0, (id.y & 15)/15.0, 0.0);
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}

kernel#

kernel 指定核函数, Compute Shader 最终会在 C# 层调用 Dispatch 函数来运行指定的核函数。

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public extern void Dispatch(
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  int kernelIndex,
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  int threadGroupsX,
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  int threadGroupsY,
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  int threadGroupsZ);

Thread and Group#

Dispatch 定义了计算的 线程组 的数量。
numthread 定义了一个 线程组 (Thread Group) 中被执行线程 的总数量。

Compute Shader 中需要理解与线程相关的 SV 的含义：
定义 由 Dispatch 函数决定 的线程组 ID 定义为 $[gx, gy, gz]$ , 范围是 $[gX-1, gY-1, gZ-1]$ 。
定义 由 threadnumber 决定的 线程组内线程 ID 定义为 $[tx,ty,tz]$ , 范围是 $[tX-1, tY-1, tZ-1]$
定义线程的 全局唯一标识 ID 的范围是 $[gX*tX-1,gY*tY-1,gZ*tZ-1]$

SV	Type	Desc	Formula
SV_GroupID	int3	由 Dispatch 函数决定的线程组 ID
SV_GroupThreadID	int3	由 threadnumber 决定的线程组内线程 ID
SV_DispatchThreadID	int3	全局唯一标识 ID	$[gxtX+tx,gytY+ty,gz*tZ+tz]$
SV_GroupIndex	int	线程所在线程组内的下标	$x+ytX+ztX*tY$
注意 group 和 thread 计数的时候, 都是将 x 作为最后的计数维度, z 作为最先技术的维度。

numthreads - Win32 apps | Microsoft Learn

Static Value#

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#pragma kernel CSMain
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float3 boxSize1 = float3(1.0f, 1.0f, 1.0f); // 方法1
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const float3 boxSize2 = float3(2.0f, 2.0f, 2.0f); // 方法2
5
static float3 boxSize3 = float3(3.0f, 3.0f, 3.0f); // 方法3
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7
[numthreads(8,8,1)]
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void CSMain (uint3 id : SV_DispatchThreadID)
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{
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    // 做判断
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}