Vulcano

Vulkan está disponible en múltiples sistemas operativos y arquitecturas modernas , y proporciona una única API tanto para dispositivos gráficos de escritorio como móviles, mientras que anteriormente estas estaban divididas entre OpenGL y OpenGL ES respectivamente. Al igual que OpenGL, y a diferencia de Direct3D 12, la API de Vulkan no está limitada a un solo sistema operativo o factor de forma de dispositivo. Vulkan se ejecuta de forma nativa en al menos Android , Linux , BSD Unix , QNX , Haiku , ^{[ 29 ]} Nintendo Switch , Raspberry Pi , Stadia , Fuchsia , Tizen y Windows 7 , 8 , 10 y 11. MoltenVK proporciona soporte de terceros con licencia libre ^{[ 30 ] [} 31 ^{] [ 32 ]} para macOS , iOS y tvOS mediante la envoltura de la API Metal de Apple ^{. [ 33 ]} 

Vulkan reduce la carga en las CPU mediante el uso de procesamiento por lotes y otras optimizaciones de bajo nivel, lo que reduce la carga de trabajo de la CPU y la deja libre para realizar más cálculos o renderizado de lo que sería posible de otro modo. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

Direct3D 11 y OpenGL 4 se diseñaron inicialmente para su uso con CPU de un solo núcleo y solo recibieron mejoras para ejecutarse en procesadores multinúcleo. Incluso cuando los desarrolladores de aplicaciones utilizan estas mejoras, estas API no suelen escalar bien en procesadores multinúcleo. Vulkan ofrece una escalabilidad mejorada en CPU multinúcleo gracias a su arquitectura de subprocesos modernizada. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

OpenGL utiliza el lenguaje de alto nivel GLSL para escribir sombreadores , lo que obliga a cada controlador OpenGL a implementar su propio compilador para GLSL. Este se ejecuta en tiempo de ejecución de la aplicación para traducir los sombreadores del programa al código máquina de la GPU. En cambio, se supone que los controladores Vulkan ingieren sombreadores ya traducidos a un formato binario intermedio llamado SPIR-V (Standard Portable Intermediate Representation), análogo al formato binario en el que se compilan los sombreadores HLSL en Direct3D . Al permitir la precompilación de sombreadores, se mejora la velocidad de inicialización de la aplicación y se puede utilizar una mayor variedad de sombreadores por escena. Un controlador Vulkan solo necesita realizar la optimización específica de la GPU y la generación de código, lo que resulta en un mantenimiento más sencillo del controlador y, potencialmente, en paquetes de controladores más pequeños. ^{[ 38 ]} Los desarrolladores de aplicaciones ahora también pueden ofuscar más fácilmente el código de sombreado propietario, debido a que los sombreadores no se almacenan directamente como código fuente. Sin embargo, se proporcionan herramientas que pueden descompilar SPIR-V a código de alto nivel legible por humanos . ^{[ 37 ] [ 23 ]}

• Vulkan proporciona una gestión unificada de los núcleos de cómputo y los sombreadores gráficos , eliminando la necesidad de utilizar una API de cómputo separada junto con una API gráfica .
• El trazado de rayos se proporciona en un conjunto de extensiones de varios proveedores, que en conjunto son análogas a las API de trazado de rayos de OptiX y DirectX . ^{[ 39 ]} No se expone tal funcionalidad en OpenGL.
• Se proporciona aceleración de vídeo para la decodificación y codificación, como H.264 y H.265 .

AMD afirma que "Vulkan admite un control cercano al hardware, lo que permite un rendimiento más rápido y una mejor calidad de imagen en Windows 7, Windows 8.1, Windows 10 y Linux. Ninguna otra API gráfica ofrece la misma potente combinación de compatibilidad con el sistema operativo, funciones de renderizado y eficiencia del hardware". ^{[ 41 ]}

En 2016, NVIDIA, competidor de AMD en la fabricación de GPU, declaró que "OpenGL sigue siendo una gran opción para muchos casos de uso, ya que tiene una complejidad y una carga de mantenimiento mucho menores que Vulkan, a la vez que en muchos casos sigue proporcionando un gran rendimiento general". ^{[ 42 ]}

Vulkan 1.0 se lanzó en febrero de 2016.

En SIGGRAPH 2016, Khronos anunció que Vulkan obtendría soporte para funciones multi-GPU automáticas, similares a las que ofrece Direct3D 12. ^{[ 43 ]} El soporte multi-GPU incluido en la API elimina la necesidad de SLI o Crossfire , que requiere que las tarjetas gráficas sean del mismo modelo. En cambio, la API multi-GPU permite que la API divida de forma inteligente la carga de trabajo entre dos o más GPU completamente diferentes. ^{[ 44 ]} Por ejemplo, las GPU integradas incluidas en la CPU se pueden usar junto con una GPU dedicada de gama alta para un ligero aumento del rendimiento.

El 7 de marzo de 2018, el Grupo Khronos lanzó Vulkan 1.1. ^{[ 45 ]} Esta primera actualización importante de la API estandarizó varias extensiones, como multivista, grupos de dispositivos, compartición entre procesos y API, funcionalidad de cómputo avanzada, compatibilidad con HLSL y compatibilidad con YCbCr . ^{[ 46 ]} Al mismo tiempo, trajo una mejor compatibilidad con DirectX 12, compatibilidad explícita con múltiples GPU, (extensiones opcionales ^{[ 47 ]} para hardware compatible, por ejemplo, algunas GPU de Nvidia, en, por ejemplo, Windows y Android) compatibilidad con trazado de rayos , ^{[ 48 ] [ 49 ]} y sentó las bases para la próxima generación de GPU. ^{[ 50 ]} Junto con Vulkan 1.1, SPIR-V se actualizó a la versión 1.3. ^{[ 46 ]}

El 15 de enero de 2020, el Grupo Khronos lanzó Vulkan 1.2 ^{[ 51 ] . [ 52 ].} Esta segunda actualización importante de la API integra 23 extensiones Vulkan adicionales, de uso común y probadas, al estándar Vulkan base. Algunas de las características más importantes son los "semáforos de línea de tiempo para una sincronización fácilmente administrada", un "modelo de memoria formal para definir con precisión la semántica de la sincronización y las operaciones de memoria en diferentes hilos" e "indexación de descriptores para permitir la reutilización de diseños de descriptores por múltiples sombreadores". Las características adicionales de Vulkan 1.2 mejoran su flexibilidad a la hora de implementar otras API gráficas sobre Vulkan, incluyendo el "diseño estándar de búfer uniforme", el "diseño de bloque escalar" y el "uso separado de plantillas". ^{[ 53 ].}

El 25 de enero de 2022, Khronos Group lanzó Vulkan 1.3. ^{[ 54 ]} Esta tercera actualización importante de la API integra 23 extensiones Vulkan adicionales de uso común y probadas en el estándar Vulkan base. ^{[ 55 ]} Vulkan 1.3 se centra en reducir la fragmentación al hacer que las nuevas características no sean opcionales para que un dispositivo se considere compatible con Vulkan 1.3. ^{[ 54 ] [ 56 ]} Las nuevas características en Vulkan 1.3 incluyen renderizado dinámico, estado dinámico adicional, API de sincronización mejorada y perfiles de dispositivo.

El 3 de diciembre de 2024, el Grupo Khronos lanzó Vulkan 1.4. ^{[ 57 ]}

Al lanzar OpenCL 2.2, el Grupo Khronos anunció que OpenCL convergería, en la medida de lo posible, con Vulkan para permitir flexibilidad en la implementación de software OpenCL en ambas API. ^{[ 58 ] [ 59 ]} Esto ha sido demostrado por Premiere Rush de Adobe , que utiliza el compilador de código abierto clspv ^{[ 60 ]} para compilar cantidades significativas de código kernel C de OpenCL para ejecutarlo en un entorno de ejecución Vulkan para su implementación en Android . ^{[ 61 ]}

A principios de 2015, LunarG (financiado por Valve ) desarrolló y presentó un controlador Linux para Intel que permitía la compatibilidad con Vulkan en los gráficos integrados de la serie HD 4000, a pesar de que los controladores Mesa de código abierto no eran totalmente compatibles con OpenGL 4.0 hasta finales de ese año. ^{[ 65 ] [ 66 ]} Todavía existe la posibilidad ^{[ 67 ]} de soporte para Sandy Bridge, ya que admite computación a través de Direct3D11.

El 10 de agosto de 2015, Google anunció que las futuras versiones de Android serían compatibles con Vulkan. ^{[ 68 ]} Android 7.x "Nougat" lanzó compatibilidad con Vulkan el 22 de agosto de 2016. Android 8.0 "Oreo" tiene compatibilidad total.

El 18 de diciembre de 2015, el Grupo Khronos anunció que la versión 1.0 de la especificación Vulkan estaba casi completa y se lanzaría cuando estuvieran disponibles los controladores compatibles. ^{[ 26 ]}

La especificación completa de Vulkan y el SDK de Vulkan de código abierto se publicaron el 16 de febrero de 2016. ^{[ 69 ]}

El 26 de febrero de 2018, Khronos Group anunció que la API Vulkan estaba disponible para todos en macOS e iOS a través de la biblioteca MoltenVK , que permite que Vulkan se ejecute sobre Metal . ^{[ 70 ]} Otros nuevos desarrollos se mostraron en SIGGRAPH 2018. ^{[ 71 ]} Anteriormente, MoltenVK era una solución propietaria y con licencia comercial, pero Valve llegó a un acuerdo con el desarrollador Brenwill Workshop Ltd para liberar el código fuente de MoltenVK bajo la licencia Apache 2.0 y, como resultado, la biblioteca ahora está disponible en GitHub . Valve también anunció que Dota 2 puede ejecutarse en macOS desde el 26 de febrero de 2018 utilizando la API Vulkan, que se basa en MoltenVK. ^{[ 32 ]}

El 25 de febrero de 2019, se anunció el Grupo de Trabajo Vulkan Safety Critical (SC) para llevar la aceleración de GPU de Vulkan a las industrias críticas para la seguridad. ^{[ 72 ]}

El servicio de juegos en la nube Stadia de Google utilizaba Vulkan en servidores basados ​​en Linux con GPU AMD . ^{[ 73 ]}

El 15 de enero de 2020 se lanzó Vulkan 1.2.

Junto con el lanzamiento de Vulkan 1.2, el Grupo Khronos publicó una entrada de blog en la que consideraba que la compatibilidad con HLSL en Vulkan había alcanzado el estado de "listo para producción", dadas las mejoras en el compilador DXC de Microsoft y el compilador glslang de Khronos, y las nuevas características de Vulkan 1.2 que mejoran la compatibilidad con HLSL. ^{[ 74 ]}

El 3 de febrero de 2020, la Fundación Raspberry Pi anunció que estaba trabajando en un controlador Vulkan de código abierto para su Raspberry Pi , una popular computadora de placa única. ^{[ 75 ]} El 20 de junio de 2020, un ingeniero gráfico reveló que había creado uno después de dos años de trabajo que era capaz de ejecutar VkQuake3 a más de 100 FPS en la pequeña computadora. ^{[ 76 ]}

El 17 de marzo de 2020, Khronos Group publicó las extensiones de Ray Tracing , basadas en la extensión propietaria de Nvidia , con algunas extensiones importantes y muchos cambios menores, que a su vez se basaban en la API OptiX de Nvidia . ^{[ 77 ] [ 78 ]} El 23 de noviembre de 2020, estas extensiones de Ray Tracing fueron finalizadas. ^{[ 47 ]}

El 24 de noviembre de 2020, la Fundación Raspberry Pi anunció que su controlador para la Raspberry Pi 4 es compatible con Vulkan 1.0. ^{[ 79 ]}

El 25 de enero de 2022 se lanzó Vulkan 1.3.

El 1 de marzo de 2022 se lanzó Vulkan SC 1.0, que incorpora gráficos y computación Vulkan para la industria de seguridad crítica, basándose en el estándar Vulkan 1.2. ^{[ 80 ]}

El 1 de agosto de 2022, la Fundación Raspberry Pi anunció que su controlador para la Raspberry Pi 4 es compatible con Vulkan 1.2. ^{[ 81 ]}

El 1 de septiembre de 2022 se lanzó Mesh Shading para Vulkan. ^{[ 82 ] [ 83 ]}

Se anunció una nueva hoja de ruta de Vulkan el 25 de enero de 2024. ^{[ 84 ]} Se lanzó una nueva extensión para decodificar video AV1 el 1 de febrero de 2024. ^{[ 85 ]}

A partir de marzo de 2023, Intel ha separado el soporte del controlador Vulkan en Windows ^{[ 87 ]} y en Linux . ^{[ 88 ]} Todos los controladores son desarrollados por Intel.

En Windows, Skylake a Ice Lake admite hasta Vulkan 1.3, ^{[ 89 ]} con soporte limitado después de julio de 2022 ya que las futuras actualizaciones solo cubrirán correcciones de seguridad. ^{[ 87 ]} Iris Xe y posteriores son totalmente compatibles a partir de marzo de 2023. ^{[ 90 ]}

En Linux, a marzo de 2023, existe un soporte incompleto para Vulkan en Haswell ^{[ 91 ]} , ya que no cumple con Vulkan 1.0. ^{[ 92 ]} Además de Haswell, Ivy Bridge y Broadwell también son compatibles con un controlador Vulkan heredado en Mesa llamado HASVK. ^{[ 88 ]} Skylake y posteriores son compatibles con un controlador en Mesa llamado ANV. ^{[ 88 ]}

En Windows, Vulkan 1.2 es compatible desde GCN 1.0 hasta GCN 3.0, ^{[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]} sin más actualizaciones planeadas después de junio de 2021. ^{[ 96 ]} GCN 4.0 y posteriores son compatibles con Vulkan 1.3. ^{[ 97 ]}

En Linux existen varios controladores Vulkan diferentes con soporte de hardware variable y superpuesto. Existe el controlador Vulkan de código abierto llamado AMDVLK, desarrollado por AMD, que reproduce el soporte de Windows. ^{[ 98 ]} También existe el controlador propietario llamado AMDGPU-PRO, cuyo uso no se recomienda para la mayoría de los usuarios a partir de marzo de 2023. ^{[ 99 ]}

También está el controlador recomendado llamado RADV en Mesa desarrollado por Valve, Red Hat, ^{[ 100 ]} Google ^{[ 101 ]} y otros. Este controlador, a partir de marzo de 2023, admite todas las tarjetas GCN y RDNA . ^{[ 102 ]} La compatibilidad de este controlador RADV con GCN 1.0 a GCN 2.0 requería que su compatibilidad experimental en el módulo del kernel amdgpu se habilitara para kernels anteriores a 6.19 ^{[ 103 ]} pero ahora es el predeterminado ^{[ 104 ]} habilitando Vulkan 1.3 en GCN 1 a 2 y Vulkan 1.4 en más recientes ^{[ 105 ]}

En Windows y Linux existe el controlador Vulkan desarrollado por NVIDIA que admite Vulkan 1.2 en tarjetas Kepler ^{[ 106 ]} sin más actualizaciones planeadas después de septiembre de 2021. ^{[ 107 ]} Las tarjetas Maxwell y más recientes admiten Vulkan 1.4. ^{[ 108 ]}

NVK, un controlador Vulkan experimental de código abierto para Linux basado en nouveau , se anunció en octubre de 2022. ^{[ 109 ]} Se integró en la rama principal de Mesa en agosto de 2023. ^{[ 110 ]} Actualmente, el controlador cumple con Vulkan 1.4 en tarjetas Turing y posteriores, ^{[ 111 ]} cumple con Vulkan 1.3 en tarjetas Maxwell , Pascal y Volta ^{[ 112 ]} y cumple con Vulkan 1.2 en tarjetas Kepler . ^{[ 113 ]}

La mayoría de los dispositivos Android modernos son compatibles con Vulkan. Android 7.0 Nougat incluye compatibilidad opcional con Vulkan 1.0, ^{[ 114 ]} Android 9.0 Pie incluye compatibilidad opcional con Vulkan 1.1, y Android 10 espera (pero no requiere) que todos los dispositivos de 64 bits con memoria no limitada sean compatibles con Vulkan 1.1. ^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]} Android 13 espera, bajo las mismas condiciones, compatibilidad con Vulkan 1.3. ^{[ 117 ]} En Linux y algunos dispositivos ChromeOS , el controlador Mesa de código abierto proporciona compatibilidad con hardware Arm Mali (Midgard y Bifrost), Qualcomm Adreno y Broadcom VideoCore VI . ^{[ 118 ]}

A partir de junio de 2022, los dispositivos Apple no ofrecen soporte nativo para la API Vulkan. ^{[ 119 ]} El soporte para Vulkan está disponible a través de la biblioteca de código abierto MoltenVK , que proporciona una implementación de Vulkan sobre la API gráfica Metal proporcionada en dispositivos iOS y macOS, aunque tiene algunas limitaciones con respecto a ciertas características avanzadas de la API. ^{[ 33 ]}

En junio de 2022, la versión 1.3.217 de Vulkan añadió soporte para objetos Metal, facilitando la importación y exportación entre las dos API. ^{[ 120 ]} En diciembre de 2022, la versión 1.3.236 de Vulkan añadió pequeñas correcciones para la interacción con Apple Metal. ^{[ 121 ]}

Desde agosto de 2023, Huawei ofrece soporte para Vulkan NAPI nativo con el sombreador SPIR-V estándar de la industria desde HarmonyOS 4.0 API 10 y se ha extendido al sistema iterativo HarmonyOS NEXT para las versiones actuales de HarmonyOS . Se ha adoptado como una extensión del proyecto de código abierto del consorcio OpenAtom , OpenHarmony, con una pila gráfica más reciente para el sistema, incluido el proyecto Oniro basado en Eclipse Foundation , el motor de software 3D ArkGraphics que se ha liberado como código abierto desde mayo de 2024 en OpenHarmony 5.0 beta 1, que anteriormente era exclusivo del kit de desarrollo propietario HarmonyOS NEXT, en características de canalizaciones gráficas personalizadas. ^{[ 122 ]}

Microsoft admite Vulkan 1.2 (y versiones superiores) en Windows 10 y 11, con un paquete de compatibilidad descargable. ^{[ 123 ]}