shader中用for，if等条件语句为什么会使得帧率降低很多

shader中用for，if等条件语句为什么会使得帧率降低很多

1. For和If不一定意味着动态分支
在GPU上的分支语句（for，if-else，while），可以分为三类。
Branch的Condition仅依赖编译期常数
此时编译器可以直接摊平分支，或者展开（unloop）。对于For来说，会有个权衡，如果For的次数特别多，或者body内的代码特别长，可能就不展开了，因为会指令装载也是有限或者有耗费的
额外成本可以忽略不计
Branch的Condition仅依赖编译期常数和Uniform变量
一个运行期固定的跳转语句，可预测
同一个Warp内所有micro thread均执行相同分支
额外成本很低
Branch的Condition是动态的表达式
这才是真正的“动态分支”
会存在一个Warp的Micro Thread之间各自需要走不同分支的问题
2. 跳转本身的成本非常低
随着IP/EP（Instruction Pointer/Execution Pointer）的引入，现代GPU在执行指令上的行为，和CPU没什么两样。跳转仅仅是重新设置一个寄存器。
3.Micro Thread走不同分支时的处理
GPU本身的执行速度快，是因为它一条指令可以处理多个Micro Thread的数据（SIMD）。但是这需要多个Micro Thread同一时刻的指令是相同的。
如果不同，现代GPU通常的处理方法是，按照每个Micro Thread的不同需求多次执行分支。
x = tex.Load();
if(x == 5)
{
// Thread 1 & 2 使用这个路径
out.Color = float4(1, 1, 1, 1);
}
else
{
// Thread 3 & 4 使用这个路径
out.Color = float4(0, 0, 0, 0);
}
比如在上例中，两个分支的语句Shader Unit都会执行，只是不同的是如果在执行if分支，那么计算结果将不会写入到thread 3 和 4的存储中（无副作用）。
这样做就相当于运算量增加了不少，这是动态分支的主要成本。
但是如果所有的线程，都走的是同一分支，那么另外一个分支就不用走了。这个时候Shader Unit也不会去傻逼一样的执行另外一个根本不需要执行的分支。此时性能的损失也不多。并且，在实际的Shader中，除非特殊情况，大部分Warp内的线程，即便在动态分支的情况下，也多半走的是同一分支。
4. 动态分支和代码优化难度有相关性
这一点经常被忽视，就是有动态分支的代码，因为没准你要读写点什么，前后还可能有依赖，往往也难以被优化。比如说你非要闹这样的语句出来：
if(x == 1)
{
color = tex1.Load(coord);
}
else if(x == 2)
{
color = tex2.Load(coord);
}
...
你说编译器怎么给你优化。
说句题外话，为啥要有TextureArray呢？也是为了这个场合。TextureArray除了纹理不一样，无论格式、大小、坐标、LoD、偏移，都可以是相同的。这样甚至可以预见不同Texture Surface上取数据的内存延迟也是非常接近的。这样有很多的操作都可以合并成SIMD，就比多个Texture分别来取快得多了。这就是一个通过增加了约束（纹理格式、大小、寻址坐标）把SISD优化成SIMD的例子。

如以上回答内容为低俗、色情、不良、暴力、侵权、涉及违法等信息，可以点下面链接进行举报！

点此我要举报以上问答信息