macOS Mojave に Metal が必要な理由 — そして OpenGL が非推奨になる理由

新しい macOS Mojave を実行するには、グラフィックス処理へのアクセスを提供する Apple の最新の低レベル、低オーバーヘッド ソフトウェアである Metal をサポートできるグラフィックス ハードウェアが Mac に搭載されている必要があります。

編集者注: Apple が OpenGL を非推奨にする理由についての騒動は、Mojave のリリースで再び燃え上がっています。この記事はもともと 6 月に掲載されましたが、現在でも正確かつ関連性があります。

新しい macOS Mojave をサポートする Apple の Mac ハードウェアのリストは、そのリストと同じです。Metal をサポートする Mac コンピューター。より具体的には、Metal は Apple のハードウェア アクセラレーション 3D グラフィックスおよびコンピューティング フレームワーク、標準ライブラリ、および GPU シェーディング言語です。

Mojave を使用するには、少なくとも Late 2012 iMac または Mac mini、あるいは Mid 2012 MacBook Air または MacBook Pro が必要です。もちろん、新しい 2017 iMac Pro または新しい Retina MacBook (2015 年リリース) でも動作し、すべての黒いシリンダー Mac Pro (2013 年以降にリリース) をサポートします。 Metal 対応グラフィックス カードが搭載されている場合、2010 年中期までの初期の「チーズおろし器」Mac Pro モデルもサポートします。

Metal グラフィックスがサポートされていないため、今日の macOS High Sierra でサポートされている一部の Mac は Mojave を実行するようにアップグレードできません。これには、2009 ～ 2011 年 (「非スリム」) iMac が含まれます。 2010 ～ 2011 年の Mac mini。 2009 ～ 2010 年のプラスチック製非 Retina MacBook。および 2011 年以前の非 Retina MacBook Pro および MacBook Air モデル。

新しい Mojave は、数年間の非 Retina モデルのサポートを終了しますが、問題はディスプレイの解像度ではなく GPU 機能にあるため、一部の非 Retina Mac は引き続きサポートします。 2010 年に遡る古い Mac Pro モデルには、新しいリリースを実行するために新しい Metal 対応 GPU を装備できるため、Apple が単に新規購入を強制するためにレガシー マシンを廃止しているわけではないことは明らかです。

Metal 対応 GPU で一線を画すことで、Apple は、特にマルチユーザー FaceTime やその他の iOS になじみのある新しい UI 機能を含むまったく新しいソフトウェア機能のグラフィックス パフォーマンスを最適化できます。 Mac を 8 ～ 9 年間所有している場合、Mojave はハードウェアをアップグレードして現代のメタル パーティーに参加する十分な理由になります。

新しい Mojave リリースは、ここ数年間 Apple が定期的に行ってきた OS アップデートのスケジュールに従い、新しい iOS 12、watchOS 5、新しい tvOS とともにこの秋に正式に出荷されます。これに先立って、Apple はMojave パブリック ベータ版ユーザーがプレリリース ソフトウェアをダウンロードし、その新機能を事前にテストし、発見したバグを Apple に報告することをオプトインできるプログラムです。

Metal は 2014 年にその前年の iPhone 5s に初めて提供されました。最大限に活用する64 ビット CPU と独立した GPU をバンドルしたカスタム A7 の「システム オン チップ」のグラフィックス機能を強化します。

Metal によるパフォーマンスの向上は主に、CPU 負荷を軽減するための最適化によってもたらされ、ソフトウェアが GPU のパワーをより効率的に利用できるようになります。 Metal は、GPU と CPU 間の明示的な同期と共有メモリ空間を使用してこれを実現します。ドライバーのオーバーヘッドが低く、事前計算されたシェーダーと事前の状態検証。すべての CPU スレッドが GPU にコマンドを送信できる効率的なマルチスレッド。

Metal の名前は、広範囲をサポートするように設計された OpenGL のようなクロスプラットフォーム グラフィックス フレームワークのモデルにおける大規模なハードウェア抽象化レイヤー上に留まるのではなく、「ベア メタル」上で実行されるため、低レベルのハードウェア最適化に由来しています。プロセッサーの。

Apple は、Steve Jobs が OpenGL への計画を発表した後、90 年代後半に初めて OpenGL に移行しました。会社独自のQuickDraw 3Dを放棄する、Mac へのソフトウェア グラフィック レンダリングのサポートを構築する初期のプロジェクト。当時、Apple は OpenGL への移行により、すでに行われてきた既存の作業を利用して、さまざまな GPU でのハードウェア アクセラレーションを可能にするソフトウェアを構築できるようになりました。

しかし 15 年後、Apple の iOS は統一モバイル ハードウェアの最大のプラットフォームになりました。 Metal と並行して、Apple は初の 64 ビット カスタム ARM CPU を発売し、Imagination Technologies が作成した汎用 GPU 設計の最適化も行っていました。今後、Apple は、すべての iOS デバイスに 64 ビット CPU と高度な GPU が搭載されることを知っていました。

iOS 以外では、Android、Windows Mobile のライセンシーはさまざまなプロセッサとグラフィックス ハードウェアを使用していました。これらは 64 ビット CPU では何年も遅れる運命にありました。困惑したコスト効率の高い「バリュー エンジニアリング」により、デバイスにパフォーマンスの低いグラフィックスを搭載して出荷する必要がありました。

モバイル GPU における最先端の開発は、かつてはモバイル GPU の巨人だった AMD、Texas Instruments、Nvidia を押しのけてきた、高価でリスクの高い命題でした。スマートフォン事業から完全に撤退。

Apple の iOS に対する目標は、パフォーマンスを急速に向上させ、バッテリー寿命を節約するために同様に急速にスケールダウンできる非常に高性能なグラフィックスを構築することでした。今後の製品、特に高解像度の iPhone 6 および 6 Plus、およびほとんどのラップトップ PC よりも多くのグラフィックス能力を必要とする iPad の将来モデルのサポートを最適化する機能が必要でした。

Android と Windows のライセンシーは、それほど野心的な計画を持っていませんでした。サムスンは新しい高解像度パネルを導入しましたが、標準の Android ソフトウェアを実行する基本的な GPU を搭載して出荷されました。焦点は自慢の仕様にあり、ゲーム、創造的なソフトウェア、または計算負荷の高いソフトウェアにおける実際の使いやすさやパフォーマンスではありませんでした。

2015 年に Apple は、macOS El Capitan で最近の Mac (Intel の HD 4000 や Iris Graphics、AMD の Graphics Core Next GPU、Nvidia の Kepler ベースの GPU など、2012 年に遡る GPU を搭載した GPU) に Metal サポートを導入しました。

昨年、Apple は macOS High Sierra 用の Metal 2 を発表しました。これには、Xcode でのプロファイリングとデバッグをより効率的に行うための新しいシェーダー デバッガーと GPU 依存関係ビューアが含まれる改良が加えられています。機械学習を含む、ニューラル ネットワークのトレーニングという計算集約的なタスクを高速化するためのサポート。 GPU 制御のパイプラインを介して CPU ワークロードを軽減します。この場合、GPU は独自のレンダリング コマンドを構築し、CPU との対話をほとんどまたはまったく行わずにそれらのコマンドをスケジュールできます。仮想現実のサポート。

Metal 2 は、新しい機能を使用するデバイスの iOS でもサポートされています。A11 バイオニック：iPhone 8、8 Plus、X モデル。このチップは、Apple の最初の独立したチップも発売しました。独自設計のGPU、グラフィックスの高速化だけでなく、機械学習や拡張現実 (VR や顔追跡などのアプリケーションを含む) の高速化にもさらに厳密に最適化されています。

今月初め、Apple の開発者向けドキュメントアドバイスしたMac 上の OpenGL と OpenCL の活発な開発は停止されており、今後 API には「小さな変更」のみが加えられる予定です。

「OpenGL と OpenCL を使用して構築されたアプリは引き続き macOS 10.14 で実行されますが、これらのレガシー テクノロジは macOS 10.14 で非推奨になります。OpenGL を使用するゲームやグラフィックスを多用するアプリは今後 Metal を採用する必要があります。同様に、計算タスクに OpenCL を使用するアプリも今後は Metal を採用する必要があります」 Metal および Metal Performance Shaders を採用しています」と同社は述べています。

ソフトウェアにおける「非推奨」とは、機能が置き換えられることを意味し、当面は古いバージョンがまだ動作するはずですが、今後はその使用を中止し、完全に削除される将来に備えることをお勧めします。

これにより、「開発者」がこの発表に対して反乱を起こし、熊手を振っているというクリックベイト警告のような、当然の反応が生じた。ただし、OpenGL と OpenCL (Apple が独自に開発し、OpenGL コミュニティと共有した GPU 計算フレームワーク) の主な用途は、Linux、Windows、Mac の間で低レベル コードを移植することにあります。

3D グラフィックスを備えた最新のゲームのほとんどは、低レベルの OpenGL を使用してハードコーディングされていません。代わりに、開発者は、Epic Games の Unreal Engine 4 などの高レベルのグラフィックス「エンジン」フレームワークを利用します。 Blizzard の WoW および SC2 エンジン。またはUnityエンジン。 SceneKit、SpriteKit、ARKit などの Apple 独自の高レベルのグラフィック フレームワークと同様に、これらはすでにシーンの下で Metal をネイティブに使用しています。

つまり、現在プレイしているゲームや、将来探している新しいタイトルは、OpenGL の非推奨による影響を実際には受けないということです。しかし、低レベルシリコンとその上にほぼ同様に低レベルの金属メッキに関する Apple の最新の進歩によって、それらは大幅に加速されるだろう。さらに、Metal は次のような高度な新しいアプリケーションの展開もサポートしています。マルチユーザーのFaceTimeでmacOS Mojave パブリック ベータ版。