在Silverlight 5中使用GPU进行通用数学运算

Question

我正在开发一款基于浏览器的Silverlight应用程序，其中包含一些相当计算密集的操作，例如运行反离散余弦变换或快速傅里叶变换等，每秒数百次。如果能够尽可能多地将这些操作卸载到计算机的GPU上，那将非常有价值。我知道在Silverlight 3和4中曾经讨论过使用像素着色器进行此操作，但是共识是由于Silverlight 3/4没有使用像素着色器的硬件加速，并且因为它们的像素着色器语言仅限于Level 2，所以即使有性能提高，也不会很大。

然而，据说Silverlight 5具有更广泛的硬件加速图形功能，包括一个相当完整的3D管道。但是，我还没有听说有人能够利用该管道来加速通用数学运算（例如FFT，DCT，IDCT等）。有人试过吗？有关开始查找的任何指针吗？

- Ken Smith

Answer 1

我想分享一下我目前所发现的情况。简短的答案是不行，我认为在Silverlight 5上无法利用3D管道来完成这种事情。一方面，从我所了解的情况来看，管道中的像素着色器和顶点着色器确实在GPU上执行（与Silverlight 4中在CPU上执行的2D着色器不同）。

但是：

（1）我所读到的所有内容都说，将数据加载到GPU上非常快，但对于大多数计算机来说，从GPU中取出数据的速度要慢得多，大约需要几毫秒时间。这使得我们很难通过加载必要的数据来执行FFT并快速地将数据拉回，因为我们只需在CPU上执行即可。

(2) Silverlight 5只能在GPU上执行非常有限的指令。具体来说，它仅限于HLSL Level 2，该语言可用的指令和寄存器数量有限。我怀疑在这些有限的指令中建模FFT或DCT可能是不可能的，最多也会非常困难和缓慢。

(3) 即使我们可以克服这两个限制，据我所知，Silverlight没有任何能力读取GPU执行的计算结果。正常的XNA（Silverlight 3D功能基于此框架）具有各种GetData()或GetTexture()方法，我认为您可以使用这些方法来读取一组计算结果。但是，在Silverlight 5版本中，这些等效方法已经消失了。从我所知道的一切来看，在Silverlight 5中，GPU是一个只写设备。您将着色器加载到其中，加载数据，按下触发器，然后告别。您的代码将永远不会再次看到那些字节。

如果事实证明我在这方面是错误的，我会回来更新这个答案。但至少目前看来，这似乎是一个死胡同。

[编辑10/10/11 - 根据微软的Shawn Hargreaves所说，Silverlight 5不支持此功能。他猜测原因是(a)很难在所有GPU驱动程序上保持一致性，以及(b)除了一小部分演示类问题外，它没有任何意义。哦，好吧。]

- Ken Smith