Vulkan est prévue comme la prochaine évolution d’OpenGL, visant principalement à la rendre plus bas niveau, pour exploiter au mieux les possibilités des processeurs graphiques modernes (voir Vulkan : la nouvelle bibliothèque de hautes performances pour le GPU pour plus de détails). L’une de ses améliorations est SPIR-V, une représentation intermédiaire des shaders, une forme d’assembleur indépendant de la carte graphique utilisé pour représenter tout le code qu’un utilisateur peut y envoyer. Cette représentation intermédiaire sera partagée par OpenCL, prévu pour faciliter les calculs génériques sur GPU (comme la simulation de fluides), à l’instar de CUDA, une technologie propriétaire de NVIDIA, antérieure à OpenCL mais à l’évolution plus rapide.
Dans tout ce beau monde, peu d’annonces du côté du logiciel libre, si ce n’est un pilote pour les puces Intel développé par Valve et qui devrait être libéré. Récemment, Pierre Moreau a annoncé avoir commencé à travailler sur une passe de compilation SPIR-V vers la représentation intermédiaire des GPU NVIDIA NV50, déjà relativement anciens (série GeForce 8000, de 2006-2007). Cette étape est l’une des premières requises pour exécuter du code SPIR-V sur ces GPU.
En comptant les efforts actuels pour développer une passe de compilation LLVM IR vers SPIR-V, grâce à laquelle tout langage que LLVM et ses projets annexes (dont Clang) peuvent compiler pourrait être utilisé pour les GPU. En particulier, le code CUDA pourrait être transformé de la sorte et être exécuté sur Nouveau.
NVIDIA explore une autre piste pour exécuter du code CUDA grâce au pilote libre Nouveau. Leur intérêt pour ce pilote n’est pas neuf, mais il s’est focalisé sur leurs systèmes monopuces (SoC) Tegra, négligeant leurs autres GPU. Tout comme les efforts de Pierre Moreau, rien n’est actuellement visible au grand public en ce qui concerne le code ; cette fois, le développeur de NVIDIA est plus détaillé, en demandant des avis sur des modifications à apporter au code de la gestion de la mémoire du GPU.
Plus techniquement, il explique que CUDA a besoin d’avoir les mêmes adresses virtuelles sur le GPU et sur le CPU, ce que Nouveau ne permet pas encore. De plus, une application CUDA traditionnelle a tendance à allouer une grande quantité de mémoire en avance, pour une utilisation plus tardive ; des morceaux de cet espace sont alors alloués au fur et à mesure des besoins à l’exécution. Nouveau fusionne les opérations d’allocation des adresses virtuelles et de correspondance de mémoire, qui devraient être découplées pour ces utilisations.
Sources : Someone Is Already Working On SPIR-V For The Nouveau Driver, [Nouveau] Will nouveau support for cuda?, [LLVMdev] [RFC] Proposal for Adding SPIRV Target, NVIDIA Has Someone Working On Nouveau CUDA Support