Metal GPU 帧时间表现不直观

Question

我在自己的应用程序中遇到了一个有趣的 Metal 性能问题，我只需对此示例项目进行少量调整即可重现该问题。我的视图大小约为 1600x900，如下所示：

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每帧有两次绘制调用，一次用于背景，一次用于线条。背景由4个顶点组成，线条大约有2000个顶点。当场景像上面一样绘制时，Xcode 的 GPU 帧捕获告诉我整个帧需要大约 4 毫秒（！）。一些观察结果：

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• 当先画线时，该帧只需要~30 \xc2\xb5s
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• 当仅绘制四个顶点（构成背景）时，框架需要 ~3 \xc2\xb5s
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• 仅绘制线条时，帧需要约 40 \xc2\xb5s
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• 当像上面一样绘制时，但只有线的前 ~900 个顶点，整个框架需要 ~4 \xc2\xb5s
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这对我来说没有意义。为什么上述变化会对帧时间产生如此巨大的影响？这是 100 倍的差异。

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我正在 2018 Mac mini（配备 Intel UHD Graphics 630 1536 MB）上运行代码，以防万一这很重要。

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以下是对演示项目所做的更改：

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1. MTLBuffer在初始化期间创建两个s
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AAPLVertex quadVertices[] = { ... 4 vertices omitted ... };\nquadBuffer = [_device newBufferWithBytes:quadVertices length:4 * sizeof(AAPLVertex) MTLResourceStorageModeManaged];\n\nAAPLVertex dataVertices[] = { ... ~2000 vertices omitted ... };\ndataBuffer = [_device newBufferWithBytes:dataVertices length:2000 * sizeof(AAPLVertex) MTLResourceStorageModeManaged];\n

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2. 将两个缓冲区绘制在drawInMTKView：
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[renderEncoder setVertexBuffer:quadBuffer offset:0 atIndex:AAPLVertexInputIndexVertices];\n[renderEncoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip vertexStart:0 vertexCount:4];\n\n[renderEncoder setVertexBuffer:dataBuffer offset:0 atIndex:AAPLVertexInputIndexVertices];\n[renderEncoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip vertexStart:0 vertexCount:2000];\n

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3. 打开 8x MSAA：mtkView.sampleCount = 8;和pipelineStateDescriptor.sampleCount = 8;

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4. 将渲染通道的加载操作更改为MTLLoadActionLoad：renderPassDescriptor.colorAttachments[0].loadAction = MTLLoadActionLoad;

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编辑：该项目可以在我的 Github 上找到。

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编辑 2：我在 2020 M1 Macbook 上运行了示例项目，但无法重现任何要点。基本情况下的总帧时间约为 100 \xc2\xb5s。不过，我必须使用 MSAA 因子 4，因为 M1 显然不支持 8。

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为了透明起见，我还在苹果开发者论坛上提出了这个问题：https://developer.apple.com/forums/thread/695245（我希望没问题）

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Answer 1

我可以验证，如果没有 8x MSAA，它的运行速度会更快。但是，8x MSAA 不应在如此简单的项目中导致问题。为什么这是一个选择？

使用相同的机器：

• 样本计数 1 => 300 us
• 样本计数 2 => 600 us
• 样本计数 4 => 1.9 毫秒
• 样本计数 8 => 3.7 毫秒