OpenGL中的异步缓存传输Asynchronous Buffer Transfers
本文介绍在OpenGL中buffer的异步传输，翻译、摘抄自OpenGL Insights Chapter 28。
目前更新到第三节，待续（后面还没看懂）
Terminology
为了后文表述方便，现说明一些要使用术语：
1. GPU被称作device
2. 当调用OpenGL functions，相关命令会放入一个队列队列异步地依次执行，这个队列叫device command queue
3. uploading：数据从CPU memory 向device memory传送
4. downloading：数据从从device memory 向CPU memory传送
5. pinned memory(page-lockedmemory) ：在 main RAM 中能直接（通过PCI express bus）被device访问的部分
Buffer Object
- 从数据传送的角度看，各buffer object targets（如GL_ARRAY_BUFFER、GL_ELEMENT_ARRAY BUFFER、GL_PIXEL_PACK_BUFFER）都是等价的，因此下文中的描述适用于任何buffer object targets。
- Buffer objects是CPU或device中线性的内存区域，用来存储顶点数据等。
Memory Transfers
数据传送的两种方式：
1. 使用glBufferData或glBufferSubData
2. 使用glMapBuffer和glUnmapBuffer
通过第一种方式的过程如Figure 28.1。首先user data被传送到pinned memory中。然后函数glBufferData执行完毕并返回，同时开始DMA传送。
第二种方式更高效，其过程如Figure 28.2。调用glMapBuffer可以获取到指向内部驱动器memory的指针（一般是pinned memory）。使用该指针可以进行存取操作。调用glUnmapBuffer后该指针失效。
glMapBuffer还有glMapBufferRange和glFlushMappedBufferRange这两个变种，它们的参数更多，控制能力更强。其中glMapBufferRange可用于只有部分data改变的情况。
小技巧：我们可以创建一个两倍大的buffer，前一半用于rendering，后一半用于updating，当upload完成时两部分角色互换。
Usage Hints
OpenGL drivers可以将数据存储在CPU memory 或device memory中。其中CPU memory又可分为page-locked (pinned) memory和paged memory。前者可直接被device访问，但不能传送回disk。后者也能被device 访问，但比较慢。我们可以使用usage hint建议driver怎样放数据（不过有的driver有可能不听你的==），举例Table 28.1
NVIDIA和AMD会根据usage hint决定buffer,怎么放，但之后会根据buffer的实际使用情况进行启发式调整。但也有例外，如在NVIDIA with the Forceware 285 drivers中，glMapBuffer会调整，而glMapBufferRange则完全按照usage hint执行。
不同函数数据传输速度也不同，一般glMapBufferRange性能最高。
Pinned memory中的数据使用时不需要传送到device memory（不过driver也可能这么去做==），因为它直接 PCI-e 传送数据的速度比device进行render的速度快得多。
Implicit Synchronization
一个OpenGL call的完成不代表立即执行，大部分命令只是被放入device command queue中等待依次执行。
使用glBufferSubData或glMapBuffer[Range]可能修改正在使用的数据。driver会隐式的进行同步防止出现问题。这个过程可能暂时阻塞一些函数的执行，降低一些性能。例子间Figure 28.3。
Synchronization Primitives
OpenGL提供了用于同步的sync objects。sync objects就像device command queue中的fence一样，当device到达那个位置时，sync objects就会变成有信号(signaled)状态。
函数glClientWaitSync用于阻塞CPU，直到对应sync object变成signaled状态。而glWaitSync阻塞的是device。
Upload
先说明一个术语streaming，它数据非常频繁地upload到到device（比如每帧都传）。在streaming任务中要特别注意避免implicit synchronization，我们可以采取下面一些方法：
- 对buffer objdect进行round-robin，交替、轮流使用
- 使用glBufferData或者glMapBufferRanges进行buffer respecification(orphaning)
- 使用glMapBufferRange 和glFenceSync/glClientWaitSync完全手动同步
下面分别介绍这三个方法
Round-Robin Fashion (Multiple Buffer Objects)
在device在render buffer N−1的时间更新、传送buffer N，见Figure 28.4
Buffer Respecification (Orphaning)
Buffer respecification与Round-Robin差不多，但在driver内部进行。
*待填坑
Summary
本文介绍了CPU与device间数据传送的问题，介绍了三种对数据在CPU 和device间stream的方法。笔者推荐使用使用一个standard worker thread和若干使用GL_MAP_UNSYCHRONIZED_BIT的buffers。