รวมตัวกรองเป็นเคอร์เนลเดียว

การเรียกใช้เคอร์เนลห้าตัวหมายถึงการเรียกใช้ห้าครั้งและเดินทางไปกลับหน่วยความจำส่วนกลางห้าครั้ง การรวมตัวกรองไว้ในเคอร์เนลเดียวช่วยลดทั้งสองอย่างได้ และมักทำให้ทำงานเร็วขึ้นมาก 🚀

การเรียกใช้เคอร์เนลแต่ละครั้งมีต้นทุนไม่กี่ไมโครวินาที สำหรับภาพขนาดเล็ก ต้นทุนการเรียกใช้คงที่นี้อาจมากกว่างานจริงหลายเท่า ดังนั้นการเรียกใช้น้อยครั้งลงจึงทำให้มีเวลาสำหรับงานที่เป็นประโยชน์มากขึ้น

ขั้นตอนที่แยกจากกันจะเขียนพิกเซลลงหน่วยความจำส่วนกลาง แล้วอ่านกลับมาในทันที การรวมขั้นตอนไว้ด้วยกันทำให้ค่าดังกล่าวอยู่ในรีจิสเตอร์ จึงตัดการเดินทางไปกลับที่สูญเปล่าออกได้ทั้งหมด

ในเคอร์เนลที่รวมขั้นตอนแล้ว แต่ละเธรดจะอ่านพิกเซลของตนเพียงครั้งเดียว การโหลดครั้งนั้นจะป้อนข้อมูลให้ตัวกรองทุกตัวตามลำดับโดยไม่ต้องแตะหน่วยความจำส่วนกลางอีก

ใช้ตัวกรองแต่ละตัวกับค่าที่มีอยู่แล้ว พิกเซลจะไหลผ่านการปรับความสว่าง แกมมา และคอนทราสต์ในรูปการคำนวณคณิตศาสตร์ธรรมดา โดยเก็บทั้งหมดไว้ในรีจิสเตอร์ความเร็วสูง

หลังจากดำเนินการครบทั้งลำดับแล้ว ให้จัดเก็บผลลัพธ์สุดท้าย การจัดเก็บเพียงครั้งเดียวจะแทนที่การเขียนหลายครั้งที่เคอร์เนลแยกกันต้องทำ

ตัวกรองที่แตะต้องเพียงพิกเซลเดียวเรียกว่าแบบจุด และสามารถรวมได้โดยแทบไม่มีความยุ่งยาก การปรับความสว่าง แกมมา และสีเป็นการปรับที่รวมกันได้ง่ายที่สุด

การเบลอจะอ่านพิกเซลใกล้เคียง ดังนั้นการรวมจึงต้องใช้ไทล์ในหน่วยความจำร่วม ไม่ใช่เพียงรีจิสเตอร์เท่านั้น รวมขั้นตอนแบบจุดได้อย่างอิสระ แต่ให้ดูแลสเตนซิลเป็นพิเศษ

เคอร์เนลขนาดใหญ่ที่รวมหลายขั้นตอนใช้รีจิสเตอร์ต่อเธรดมากขึ้น หากใช้มากเกินไป ความหนาแน่นการทำงานจะลดลงหรือค่าจะถูกย้ายออกไปเก็บ ดังนั้นให้รวมอย่างเต็มที่แต่คอยดูต้นทุนไว้

การรวมจะจัดลำดับงานใหม่ ดังนั้นให้เปรียบเทียบผลลัพธ์ที่รวมแล้วกับเวอร์ชันที่แบ่งเป็นขั้นตอนเสมอ การหาความแตกต่างอย่างรวดเร็วจะยืนยันได้ว่าการคำนวณยังตรงกันก่อนที่คุณจะฉลอง

ผลลัพธ์คุ้มค่าอย่างแท้จริง: การเรียกใช้เพียงครั้งเดียวจะอ่าน แปลง และเขียนแต่ละพิกเซลเพียงครั้งเดียว นี่คือหัวใจของเคอร์เนลภาพแบบรวมที่ปรับแต่งมาเป็นอย่างดี

คุณรวมตัวกรองแบบจุดสามตัวไว้ในเคอร์เนลเดียว ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพหลักคืออะไร

คุณได้เรียนรู้การรวมตัวกรอง: โหลดครั้งเดียว เชื่อมการคำนวณแบบจุดในรีจิสเตอร์ และเขียนครั้งเดียว วิธีนี้ลดการเรียกใช้และการรับส่งข้อมูลส่วนกลาง แต่ต้องระวังความกดดันของรีจิสเตอร์และตรวจสอบผลลัพธ์ ✅