Optimization 分支避免

我有一个着色器，我想在其中移动顶点着色器中的一半顶点。我正试图从性能的角度来决定实现这一点的最佳方法，因为我们要处理的是超过100000个垂直，所以速度至关重要。我已经研究了3种不同的方法：（伪代码，但足够给你一个想法。

我不能给出，但我可以说它涉及一个

sin（）

函数，以及一个函数调用（只返回一个数字，但仍然是一个函数调用），以及一系列关于浮点数的基本算法）

很可能比他们中的任何一个都好，因为在任何地方都没有进行比较。（并且

y

始终为0或1。）仍然有一半的时间不必要地执行

，但完全避免分支可能是值得的。

请看

我的猜测（这是一个性能问题：衡量它！）是最好不要使用

if

语句

原因一：理论上（如果调用正确），着色器编译器应该足够聪明，在编译

if

语句时，可以在分支指令和类似于

step

函数的指令之间做出最佳选择。改进它的唯一方法是剖析[1]。注意，在这个粒度级别上，它可能依赖于硬件

[1] 或者，如果您对数据的布局有具体了解，请继续阅读

第二个原因是着色器单元的工作方式：如果单元中的一个片段或顶点与其他片段或顶点具有不同的分支，则着色器单元必须同时具有这两个分支。但是，如果它们都使用同一个分支，则忽略另一个分支。因此，虽然它是每单位，而不是每顶点，但仍然有可能跳过昂贵的分支

对于片段，着色器单元具有屏幕上的局部性—这意味着您可以在相邻像素组都采用相同分支时获得最佳性能（请参见我的示例中的插图）。老实说，我不知道顶点是如何分组到单元中的——但是如果数据分组正确的话——您应该会获得期望的性能优势

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最后：值得指出的是，你的

——如果你说你可以手动将其从HLSL中取出——它很可能会被提升到基于CPU的预着色器中（至少在PC上，Xbox 360不支持这一点，不知道PS3）。可以通过反编译着色器来检查这一点。如果每次绘制只需要计算一次（而不是每个顶点/片段），那么最好在CPU上进行计算。

我厌倦了忽略我的条件，所以我只做了另一个内核，并在c执行中进行了重写。

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如果您需要始终保持准确，我建议使用此修复方法。

方法取决于目标硬件。您可以比较这些变体的装配代码（例如，

RenderMonkey

可以分析Radeon卡的性能）。此外，顶点着色器中是否存在瓶颈？可能所有变体都会给出相同的结果：）某些核心上的着色器必须以锁定的方式执行，因此无论在任何情况下，

复杂公式

都会得到计算。此外，如果

y

可以作为网格的函数进行计算，可能您只需分割网格或场景几何体并运行两个不同的着色器。目标平台是XBox360，PS3和PC。（PC构建仅用于测试，因此不太重要。通常，它使用与PS3相同的代码。）了解

y

始终是0或1，两者之间没有任何值可能会有所帮助。（这是四边形的纹理坐标。）我想

step（）

函数可以简单地替换为

（1.0-y）

，并具有相同的效果。仍然会导致公式的计算量是严格必要的两倍…哦，根据上面的说明，两个不同的着色器不是一个选项，因为每个多边形都会超过阈值。它只是渲染了很多四边形。将其视为粒子效应。不完全是这样，但这是我认为在不违反NDA的情况下可以安全获得的最接近的。幸运的是，我这里没有处理frag着色器，所以这不是一个问题。对于顶点，它可能遵循00110011模式-每个四边形的顶部2个顶点和底部2个顶点。我很确定所有四边形都是在一次绘制调用中绘制的，但是顶点的移动是基于每个四边形的。老实说，PC上发生的事情并不重要，因为这不是可交付的。这里的其他人说，

if

是不好的，应该不惜一切代价避免，但我想在我们得到这个评测之前，我无法确定。它很可能会转移到CPU上，但这有点棘手…XBox:Control（无顶点移动）：830K GPU周期的数字。方法1（

if

）：834K循环。方法2（

step（）

）：836K个周期。方法3（

？：

）：835K循环。方法4（

1-y

）：844K循环。我真的很惊讶最后一个是最慢的，因为它是唯一一个没有分支的。但您对

if

的看法是正确的，至少在本例中是这样。不过，我听说PS3将是另一个故事。我们看看会怎么样。哎呀，等等。我用不同的相机角度（一个远镜头显示更多的四边形，但远得多）重做了测试，结果颠倒了过来。对照组：566K，方法1:595K，方法2:590K，方法3:591K，方法4:611K

1-y

仍然是最糟糕的，但其他3个完全相反。这可能是一个更典型的视角，因此我必须用

step（）

作为本例的最佳解决方案进行投票，尽管

？：

在这两种情况下都非常接近。PS3还没有定论。不知道这有什么关系？还有，这个问题是3年前的2份工作了，所以我甚至连相关的代码都没有了…只是把它放在那里。你是说你把逻辑移到了一个公司

if (y < 0.5)
{
    x += <complex formula>;
}

x += step(y, 0.5) * <complex formula>;

x += (y < 0.5) ? <complex formula> : 0;

x += (1.0 - y) * <complex formula>;