Metalデベロッパツール

XcodeのMetalデバッガやInstrumentsのMetalシステムトレースなど、パワフルで幅広いツールセットを使って、Metalアプリの作成、デバッグ、プロファイルを行うことができます。

ワールドクラスのデバッグ機能

Xcodeには、Metalアプリをデバッグするための高度なツールなど、包括的なツールセットが含まれています。Metalデバッガでは、レンダリングパイプライン全体と、使用されているすべてのリソースを調べられます。メッシュシェーディングからレイトレーシング、MetalFX Upscalingまで、Metalパイプラインの視覚的なアーティファクトをデバッグおよび修正できます。

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依存関係の確認

依存関係ビューアではMetalワークロードの構造が視覚的に表示され、リソースとそれらにアクセスするパスとの関係を確認できます。

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メモリ使用量の最適化

Metalデバッガには、Metalのメモリ使用量についての包括的なレポート機能があり、Metalアプリのメモリ占有量の最適化と削減に役立ちます。

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リソースの検証

バッファやテクスチャ等のオブジェクト、およびレイトレーシング高速化構造など、Metalアプリで使用されているさまざまなリソースを調べられます。

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シェーダのデバッグ

シェーダデバッガは、シェーダの実行中に任意のポイントにジャンプして変数の値を調べることで、シェーダコードの問題をデバッグするのに役立ちます。シェーダコードを編集し、変更を再読み込みすれば、修正内容を確認できます。

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ランタイム時の自動検証

Metalにはパワフルなランタイム診断ツールのセットが組み込まれており、Metalアプリが正しく動作していることを検証するのに役立ちます。Xcodeではソースコード内にエラー箇所が表示されるため、問題の発生前にバグを見つけることができます。

APIの使用状況の確認

Metalでは、APIが正しく使われているかどうかを確認できます。たとえば、間違ったフラグがテクスチャに設定されている場合に、Metalで通知が行われます。

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シェーダの確認

Metalでは、境界外のバッファにアクセスするなどの不適切な行為からシェーダを保護することもできます。シェーダコードに問題が発生した場合、Xcodeはシェーダソースコード内でエラー箇所表示します。

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Metalのパワーを最大限に活用

Xcodeには高度なツールセットがバンドルされているため、MetalアプリはAppleハードウェア上で一貫したスムーズなレンダリングと優れたパフォーマンスを実現できます。

ライブパフォーマンスのモニタリング

MetalパフォーマンスHUDを使えば、Metalアプリでグラフィックスに関する主要な統計情報を直接モニタリングできるため、XcodeやInstrumentsでパフォーマンスの問題や、最適な取り込み範囲を簡単に特定できます。

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システム全体の分析

InstrumentsのMetalシステムトレーステンプレートでは、MetalアプリのCPUやGPUの並列処理およびメモリ使用量を時系列で表示できます。

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カウンタによるパフォーマンスの改善

Xcodeのパフォーマンスタイムラインには、同時に実行されているさまざまなパスやステージとともに、ハードウェアカウンタが表示されます。GPUタスクが並列処理でないことを確認することで、過剰なシリアライズを検出できます。

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シェーダ実行の検証

Xcodeのパフォーマンスヒートマップでは、包括的なパフォーマンス指標を視覚化することで、負荷の高いピクセルや計算スレッドを簡単に検出できます。また、SIMDグループを選択して、関数の呼び出し、ループの反復、アクティブなスレッドなど実行履歴全体を表示できます。

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シェーダの最適化

Metalデバッガでは、シェーダ関数のコストが視覚化され、各種数値がシェーダソース内にインラインで表示されるため、コードを簡単に最適化できます。シェーダを編集し、再読み込みして、パフォーマンスを比較することもできます。

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Metalシェーダコンバータに対応

Metalの包括的なデベロッパツールセットは、Metalシェーダコンバータとの完全な互換性を有しています。プロジェクトのコンパイル時にデバッグ情報が含まれるように準備しておくと、Metalからランタイム時の検証エラーが送信されます。Metalデバッガは、変換されたシェーダのデバッグとプロファイルにも対応します。

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機械学習を深める

XcodeのMetal Performance Shaders Graphビューアは、多次元の計算グラフの視覚化に役立ちます。デバイスを選択して、Appleシリコンでのネットワークの実行状況や、GPUまたはNeural Engineで実行されている操作を確認することができます。

Metalによる機械学習の加速

ネットワークの最適化

デバイスを選択して、コンパイル中にまとめて処理できるGPUの操作を視覚化できます。これらの操作は最適化された単一のMetalシェーダに組み込まれるため、内部的にはメモリのオーバーヘッドがなく、パフォーマンスが大幅に向上します。

ウェイトの確認

このビューアを使うと、事前トレーニング済みのネットワークに含まれる、予期しないウェイトを簡単に見つけて調査できます。たとえば、ゼロを乗算している場合や、畳み込みレイヤーでインプットが徐々に重複してしまう場合などが考えられます。

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macOS向けのMetalデベロッパツール

Xcodeをダウンロードすれば、Metalデベロッパツールのすべての機能を使い始めることができます。Metal APIとシェーダの使用状況を検証し、MetalデバッガでMetalアプリのデバッグとプロファイルを行い、InstrumentsのMetalシステムトレースを使ってシステムパフォーマンスを分析できます。

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Windows向けのMetalデベロッパツール

Windowsがホストするツール、ヘッダ、ライブラリのコレクションをダウンロードすれば、Metalシェーダプログラムとアセットをビルドして、iOS、macOS、tvOSにデプロイできるようになります。

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