[MetalKit]45-Using eGPUs with Metal 在 eGPU上使用 Metal

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對於那些像我同樣須要原生 GPU 性能，卻只有一個筆記本電腦，又不想再買一個臺式機的人來講，解決方案彷佛就是外置 GPU(eGPU)。可是 macOS 原來卻並不支持 Nvidia 的 eGPU，只有一大堆 AMD 的 GPU 方案。

在尋找完美 GPU 的過程當中，我找到了AMD Radeon RX Vega 64。它是目前的高端 GPU，在消費市場全部 GPU 中性能排行第二。Nvidia GPU 只在 TFLOPS 性能上比它領先一點。

teraflops (TFLOPS) 芯片可以每秒運行 10 億次浮點運算。TFLOPS 是科學計算，機器學習及其餘須要進行張量計算的工做中很是重要的性能。

AMD Radeon RX Vega 64 有 4096 個核心，可以提供 12 TFLOPS(單精度)計算能力，處於 Nvidia Geforce GTX 1080 ti 有 3584 個核心 (11 TFLOPS)和新的 Nvidia Geforce RTX 2080 ti 有 4352 個核心 (13 TFLOPS) 二者中間.

固然，eGPU 也能加速圖形應用和遊戲，能讓你鏈接外置顯示器和 VR 頭顯。要注意的是，eGPU 須要帶有 Thunderbolt 3 接口的 Mac，且系統爲macOS High Sierra 10.13.4 及以上。更多信息能夠查看網頁Use an external graphics processor with your Mac。

我直接去買了一個 Razer Core X 外置顯卡盒，由於 Vega 64 推薦至少 600W 的電源功率，知足這個要求的盒子並很少。Sonnet eGFX更輕一些，可是卻更貴。Razer Core X 的寬高和 15」 Macbook Pro 一致：

此時 GPU 並無用光所有 650W。Vega 64 實際只須要 295W。多餘的功率，是爲了超頻後 GPU 用的，此外，還能夠經過 Thunderbolt 3 給你的 Mac 充電。最後，沒錯，Vega 64 也幾乎和顯卡盒同樣寬同樣重，名符其實的怪獸！

只要你經過 Thunderbolt 3 把 eGPU 鏈接到 Mac 上，並啓動顯卡盒的電源，在菜單欄上就會看到新的 eGPU 圖標：

在活動監視器中，若是你打開 GPU 歷史視圖，你會看到列出的全部 GPU -- 集成的，斷開的，或外置的：

在系統信息應用中，在圖形/顯示下面，你也會看到全部的 GPU，以及一些基本信息：

若是你在遊戲或須要 GPU 的應用上右鍵單擊，顯示簡介，你會看到「優先使用外置 GPU」選項：

我安裝了 Geekbench 4 就跑了一下基準測試。試用版容許你運行基準測試並在線儲存結果，而且只容許你運行 OpenCL 測試。完整版則容許 Dropbox 集成，本地保存結果，還有運行 Metal 測試。

運行一個測試，幾分鐘後就會完成：

正如指望的那樣，Vega 64 的 Metal 測試得分是最高的。下面是排列好的分數列表：
– Metal on Radeon RX Vega 64 – 137651
– OpenCL on Radeon RX Vega 64 – 135711
– Metal on Radeon Pro 450 - 41602
– OpenCL on Radeon Pro 450 - 41578
– Metal on Intel HD 530 – 21888
– OpenCL on Intel HD 530 – 20878
– OpenCL on quad-core CPU - 13867

下一步，就是在這些 GPU 上運行一些 Metal 代碼了。在 playground 中添加下面的代碼塊：

import Metal

let devices = MTLCopyAllDevices()

for device in devices {
    print(device.name)
    print("Is device low power? \(device.isLowPower).")
    print("Is device external? \(device.isRemovable).")
    print("Maximum threads per group: \(device.maxThreadsPerThreadgroup).")
    print("Maximum buffer length: \(Float(device.maxBufferLength) / 1024 / 1024 / 1024) GB.")
}
複製代碼

運行一下，看到一個簡單的輸出：

AMD Radeon RX Vega 64
Is device low power? false.
Is device external? true.
Maximum threads per group: MTLSize(width: 1024, height: 1024, depth: 1024).
Maximum buffer length: 4.5 GB.

AMD Radeon Pro 450
Is device low power? false.
Is device external? false.
Maximum threads per group: MTLSize(width: 1024, height: 1024, depth: 1024).
Maximum buffer length: 1.5 GB.

Intel(R) HD Graphics 530
Is device low power? true.
Is device external? false.
Maximum threads per group: MTLSize(width: 256, height: 256, depth: 256).
Maximum buffer length: 2.0 GB.
複製代碼

這樣，你就能夠查看設備的更多屬性和功能，好比可用內存，可編程採樣位置支持，光柵順序組支持等等。更多信息，請查看 MTLDevice 網頁。

蘋果提供了兩個示例代碼項目，來幫助你在渲染和計算管線中進行 GPU 管理：

• Device Selection and Fallback for Graphics Rendering
• Device Selection and Fallback for Compute Processing

下面是一些有用的網頁資料，關於資源儲存模式，關於多顯示器和多 GPU，關於 GPU 帶寬，關於添加/移除外置 GPU，等等：

• Choosing a Resource Storage Mode in macOS
• About Multi-GPU and Multi-Display Setups
• About GPU Bandwidth
• Handling External GPU Additions and Removals
• Getting Different Types of GPUs
• Getting the GPU that Drives a View’s Display

下次見！