本项目提供了一个高级 Swift 框架，用于处理 Metal 计算着色器。它简化了使用 Apple 的 Metal API 在 GPU 上设置和执行计算任务的过程。

本项目从 Apple 在 iOS 17 和 macOS Sonoma 中引入的 SwiftUI 着色器中汲取灵感。SwiftUI 着色器展示了如何使 GPU 操作对开发者更易于访问，从而通过简单的 Swift 代码实现复杂的视觉效果。“Compute” 旨在为 Metal 计算着色器提供类似程度的抽象，从而更轻松地在 GPU 上执行数据并行计算。

这是一个如何使用 Metal Compute Framework 执行基本计算的快速示例

import Compute
import Metal

// Example usage that adds two arrays of integers using Compute.

// Metal shader source code
let source = """
#include <metal_stdlib>
using namespace metal;

kernel void add(device int* inA [[buffer(0)]],
                device int* inB [[buffer(1)]],
                device int* result [[buffer(2)]],
                uint id [[thread_position_in_grid]]) {
    result[id] = inA[id] + inB[id];
}
"""

// Set up the compute environment
let device = MTLCreateSystemDefaultDevice()!
let compute = try Compute(device: device)

// Create input data
let count = 1000
let inA = [Int32](repeating: 1, count: count)
let inB = [Int32](repeating: 2, count: count)
var result = [Int32](repeating: 0, count: count)

// Create Metal buffers
let bufferA = device.makeBuffer(bytes: inA, length: MemoryLayout<Int32>.stride * count, options: [])!
let bufferB = device.makeBuffer(bytes: inB, length: MemoryLayout<Int32>.stride * count, options: [])!
let bufferResult = device.makeBuffer(length: MemoryLayout<Int32>.stride * count, options: [])!

// Create a shader library and function
let library = ShaderLibrary.source(source)
let function = library.add

// Create a compute pipeline and bind arguments.
var pipeline = try compute.makePipeline(function: function)
pipeline.arguments.inA = .buffer(bufferA)
pipeline.arguments.inB = .buffer(inB)
pipeline.arguments.result = .buffer(bufferResult)

// Run the compute pipeline
try compute.run(pipeline: pipeline, width: count)

// Read back the results
result = bufferResult.contents().withUnsafeBytes { $0.bindMemory(to: Int32.self) }

// Verify the results
for i in 0..<count {
    assert(result[i] == inA[i] + inB[i], "Computation error at index \(i)")
}

Compute 当前需要 macOS 15/iOS 17（截至撰写本文时，这些系统仍处于 beta 阶段）。这是因为 Compute 使用了 Metal 3.2 中的新 metal 日志记录功能。可以在早期版本的 macOS/iOS 上使用 Compute，但您需要修改代码以使用较旧的 Metal API。欢迎提交 Pull Request 以使其在较旧的操作系统上工作。

要使用 Swift Package Manager 将 Metal Compute Framework 集成到您的 Xcode 项目中，请将其添加到 Package.swift 文件的 dependencies 值中。

dependencies: [
    .package(url: "https://github.com/schwa/Compute.git", .from(from: "0.0.1"))
]

targets: [
    .target(name: "YourTarget", dependencies: ["MetalComputeFramework"]),
]

Compute 旨在减少使用 Metal 计算着色器所需的样板设置代码量。它提供了一个高级 API，用于创建计算管线、绑定参数以及在 GPU 上执行计算任务。

Compute 为 Metal 计算编程带来了类型安全和 Swift 友好的语法。它使用 Swift 枚举和结构体来表示 Metal 对象和类型，从而更轻松地使用 Metal 缓冲区、纹理和其他资源。

Compute 在资源创建、着色器编译和计算管线执行时处理并抛出错误。这使得在您的代码中捕获和处理错误变得更容易。

此屏幕截图显示了使用 Compute 的代码与使用“原生” Metal 的代码的比较

本项目根据 MIT 许可证获得许可。有关详细信息，请参阅 LICENSE 文件。

《Metal 着色语言规范》书籍。这是编写 Metal 着色器的权威指南。

《Metal 功能集表》书籍。这是关于哪些功能在哪些设备/Metal 版本上可用的参考。

Warren 有一些关于 Metal 中的 Compute 编程的帖子，但它们有点过时了。尽管如此，它们仍然是一个很好的起点。

如何计算线程组和网格大小。这是 Metal 计算编程中的一个关键概念。

计算

灵感

使用示例

要求

安装

Swift Package Manager

功能

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