OpenCL/OpenGL 互操作浪费 CPU

Question

我每秒使用一个OpenCL内核调用生成帧，并将它们写入OpenGL纹理以在屏幕上显示。没有性能问题，帧率在预期范围内，但问题在于它非常浪费资源，即使是像在低分辨率绘制空白帧这样的轻负载任务也会使至少一个CPU核心保持高负载。相比之下，当我不使用OpenGL interop而直接从CL内核将内容写入通用缓冲区，然后将该缓冲区复制回主机以另一种方式显示时，帧率会略微降低（由于来回传输的开销），但是小工作量情况下CPU使用率要低得多。

这意味着我做interop的方式有问题，可能会创建某种繁忙等待。以下是相关代码，当我使用interop时出现，当我不使用时则不存在。在循环中的一个位置，我会清除GL纹理并让OpenCL获取它：

    uint32_t z = 0;
    glClearTexImage(fb.gltex, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, &z);
    glFlush();
    glFinish();

    clEnqueueAcquireGLObjects(fb.clctx.command_queue, 1,  &fb.cl_srgb, 0, 0, NULL);

接下来，我将我的OpenCL内核执行入队，它会将数据写入纹理，并使用cl_mem对象fb.cl_srgb。稍后我将控制权交还给OpenGL，以便在屏幕上显示纹理：

    clEnqueueReleaseGLObjects(fb.clctx.command_queue, 1, &fb.cl_srgb, 0, 0, NULL);
    clFinish(fb.clctx.command_queue);   // this blocks until the kernel is done writing to the texture and releasing the texture

    // setting GL texture coordinates, probably not relevant to this question
    float hoff = 2. * (fb.h - fb.maxdim.y) / (double) fb.maxdim.y;
    glLoadIdentity();             // Reset the projection matrix
    glViewport(0, 0, fb.maxdim.x, fb.maxdim.y);

    glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0.f, 0.f); glVertex2f(-1., 1.+hoff);
    glTexCoord2f(1.f, 0.f); glVertex2f(1., 1.+hoff);
    glTexCoord2f(1.f, 1.f); glVertex2f(1., -1.+hoff);
    glTexCoord2f(0.f, 1.f); glVertex2f(-1., -1.+hoff);
    glEnd();

    SDL_GL_SwapWindow(fb.window);

很难确定是什么原因导致高CPU使用率，因为高CPU使用率在由nvopencl64.dll运行的另一个线程中（当我在我的Windows 10机器上使用nVidia GPU运行它时，但我也遇到了类似的问题在一个只有Intel iGPU的笔记本电脑上，在Windows 10上）。

性能分析告诉我，大部分CPU时间都被WaitForSingleObjectEx （独占42%的CPU时间）从nvopencl64.dll调用，WaitForMultipleObjects （21％）从nvoglv64.dll的 DrvPresentBuffers 调用，并且RtlUserThreadStart（16％）调用即上述WaitForMultipleObjects调用的起点。对于我的nVidia GPU机器来说，情况看起来非常类似于只有Intel HD 5000 iGPU的机器。因此，显然存在一些非常低效的问题，可能会经常启动许多线程。

- Michel Rouzic

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似乎GPU不想讓你做你所做的事情。 clGetDeviceInfo（CL_DEVICE_PREFERRED_INTEROP_USER_SYNC） 返回CL_FALSE嗎？ - hidefromkgb

好的，那么您的GPU不需要手动同步。尝试删除clEnqueueAcquireGLObjects和clEnqueueReleaseGLObjects，看看会发生什么。顺便说一下，您是否正在使用clCreateFromGLTexture将GL纹理传递给CL？ - hidefromkgb

现在这真是很奇怪...大约明天我会尝试在我的电脑上执行你的代码，以便自己验证。 - hidefromkgb

谢谢！你有构建代码吗？也许我写的指令不是很清楚。无论如何，我只是尝试使用单个clEnqueueAcquireGLObjects()调用跟随clCreateFromGLTexture()调用，这样可以修复问题，同时仅使用约2％的CPU使用率（而不是1或2个完整核心），同时仍以60 FPS运行，这似乎是最佳的。我猜这就是当CL_DEVICE_PREFERRED_INTEROP_USER_SYNC给我们0时必须完成的工作。由于你暗示了这个解决方案并且有赏金，所以你应该写出答案。感谢你的帮助！ - Michel Rouzic

很遗憾，昨天我无法编译它。但是无论如何，你似乎已经自己解决了问题，所以赏金不属于我。请回答你自己的问题（这是允许和鼓励的），以便任何可能在寻找这个问题的答案而感到苦恼的人受益 =) - hidefromkgb

Answer 1

看起来当CL_DEVICE_PREFERRED_INTEROP_USER_SYNC为false时，除了在OpenGL纹理初始化之后需要一次clEnqueueAcquireGLObjects调用外，不需要手动同步clEnqueueAcquireGLObjects和clEnqueueReleaseGLObjects。在这种情况下，似乎glFinish是唯一需要的同步形式。

- Michel Rouzic