Raspberry: Vulkan-basierter Treiber für ältere Raspberry Pi verfügbar

Eine Freizeitentwicklung führt zum ersten fertigen Fast-Vulkan-Treiber für die Minicomputer.

Artikel veröffentlicht am 22. Juni 2020, 9:53 Uhr, Boris Mayer

Auch auf älteren Modellen: Software, die die Vulkan-API benutzt (Bild: Flickr/CC-BY-SA 2.0)

Für den Raspi 4 und seine Nachfolgemodelle wurde ein Vulkan-Treiber schon im Januar für einen nicht genannten Zeitpunkt angekündigt. Eine große Überraschung war das nicht, denn im Unterschied zu seinen Vorgängern bekam dieser Minicomputer eine neuere Broadcom-Videocore-GPU, die offiziell Vulkan unterstützt.

Jetzt aber gibt es Vulkan zuerst für die älteren Modelle. Der bei Nvidia arbeitende Entwickler Martin Thomas stellte am 19. Juni 2020 auf Twitter seinen in der Freizeit entwickelten Low-level-RPi-VK-Treiber vor. Raspberry Zero, Pi 1 bis 3 Model B+ sollen mit dem Treiber Vulkan unterstützen. Wobei das nicht ganz stimmt, denn der Treiber von Thomas umfasst nicht die ganze Vulkan-API, sondern nur ein Subset der Funktionen, wie Thomas auch selbst zugibt. Der Umfang reicht aber aus, um vkQuake3 bei 720p mit mehr als 100 Frames auf dem Raspberry Pi 3B+ mit Videocore IV laufen zu lassen, den die älteren Raspberys noch als GPU auf dem Board haben. Bei 1080p kommt der gleiche Rechner nur noch auf rund 70 Bilder pro Sekunde, was bei der limitierenden Hardware immer noch ein gutes Ergebnis ist.

Vor allem mit der Leistung bei 720p ist der Vulkan-Subset-Treiber somit deutlich schneller als der OpenGL-Treiber des Video Core IV. Dies liegt neben anderen Verbesserungen vor allem an einer optimaleren Speicherverwaltung und an der Übermittlung von Befehlen mit mehreren Threads.

Der Treiber bringt wichtige Funktionen wie MSAA-Support (multisample anti-aliasing) und Low Level Assembly Shaders mit. Um aber alle Vulkan-Funktionen zu unterstützen, ist die Hardware des Videocore IV einfach zu limitiert. So fehlen die GLSL Shaders, wie auf der Github-Seite des Projekts zu lesen ist.

Auf der Seite finden sich auch eine Anleitung, den Treiber zu kompilieren, und eine Liste der Raspberry-Pi-Modelle, die den Videocore IV mitbringen und somit diese Implementierung des Vulkan-Subsets unterstützen. Der Initial-Commit des Projekts ist auf den 3. Mai 2018 datiert, Thomas arbeitete also bereits zwei Jahre an dem Treiber, bevor er ihn jetzt in der Version 1.0 vorstellte.

Zum Vergleich: Der Treiber für den Raspberry Pi 4 befindet sich noch nicht im Feature-Complete-Status, kann aber auch schon ausprobiert werden. Die Quellen dafür befinden sich in einem Open Repository, eine ausführliche Anleitung zum Bauen gibt es hier.