Metal 如何在 GPU 上执行指令

创建指令队列

在初始化的时候创建的一些 Metal 对象，如指令队列和管道对象，通常会长久地保留它们。因为创建一次消耗较大，但是一旦初始化，可以快速重复使用。

创建一个指令队列
为了创建指令队列，调用设备的makeCommandQueue 函数：

 commandQueue = device.makeCommandQueue()

因为您通常会重用命令队列，所以请对其进行强引用。您可以使用命令队列来保存命令缓冲区，如下所示：

创建一个或多个管道对象

管道对象告诉 Metal 如何处理命令。管道对象封装了您使用 Metal 着色语言编写的函数。以下是管道如何适合您的Metal工作流程：

• 编写处理数据的 Metal 着色器函数
• 创建包含着色器的管道对象
• 当您准备好使用它时，启用管道
• 进行绘制，计算或 blit 调用

Metal 不会立即执行绘制，计算或 blit 调用；相反，使用编码器对象将对象存储在指令缓存区。提交命令缓冲区后，Metal 将其发送到 GPU 并使用活动管道对象处理其命令。

设置指令队列和管道后，就可以向GPU发出命令了。以下是您遵循的流程：

• 创建一个指令缓存区
• 使用命令填充缓存区
• 提交指令缓存区到 GPU

创建指令缓存区

在指令队列上，使用 makeCommandBuffer()创建指令缓存区

guard let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer() else { 
    return 
}

对于单线程应用程序，您可以创建单个命令缓冲区。下图展示了命令与命令缓冲区之间的关系：

要使命令能够运行，请将命令缓冲区提交给GPU

commandBuffer.commit()

提交命令缓冲区不会立即运行其命令。相反，Metal 会调度缓冲区的命令，使其仅在您提交在队列中等待的先前命令缓冲区之后才能运行。如果您没有明确地将命令缓冲区排入队列，则在您提交缓冲区后，Metal会为您执行此操作。

提交后不再重用缓冲区，但可以选择通知其调度，完成或查询其状态。

指令编码

指令编码器将指令（如绘制，计算）编码并放到指令缓存区。

可以使MTLCommandEncoder的具体子类对实际命令进行编码，具体取决于你的任务：

• 使用 MTLRenderCommandEncoder发出渲染命令
• 使用MTLComputeCommandEncoder发出并行计算命令
• 使用MTLBlitCommandEncoder发出资源管理命令