3.10 图形互操作性

图形互操作性函数族使得CUDA可以读写属于OpenGL或Direct3D API的内存。如果应用程序可以通过主机内存共享数据获取可以接受的性能，这些API就没有存在的必要了。但是本地内存的带宽可以高达140G/s，而事实上PCIe总线带宽却很少能达到6G/s，在可能的情况下让应用程序保持数据在GPU上是十分重要的。使用这些图形交互操作API，CUDA内核可以写入数据到图像和纹理中，随后合并到由OpenGL和Direct 3D执行的图形输出。

因为图形和CUDA应用程序必须在低层协调以开启互操作性。应用程序必须发出信号表明它们的意图来尽早执行图形交互操作。特别是，必须通过调用特殊的上下文创建API，例如cuD3D10CtxCreate()或CUDAGLSetDevice()，通知CUDA上下文，让它知道会与给定的API交互。

在驱动程序之间的协调同样会促成在图形API和CUDA之间的资源共享，按以下的两个步骤进行：

1）注册：是一个成本高昂的底层操作，该操作把开发者需要共享资源的意图告诉给底层驱动程序，可能会引发所需要资源的移动或锁定。

2）映射：一个预期会频繁出现的轻量级操作。

在CUDA的早期版本中，图形互操作API按四种不同的图形API（OpenGL、Direct3D 9、Direct3D 10和Direct3D 11）严格的分离开。例如，对Direct3D 9互操作中，下列的函数可以配合使用：

• cuD3D9RegisterResource()/cudaD3D9RegisterResource()
  cuD3D9MapResources()/cudaD3D9MapResources()
  cuD3D9UnmapResources()/cudaD3D9UnmapResources()
  cuD3D9UnregisterResource()/cudaD3D9UnregisterResource()

因为实际的硬件能力是相同的，忽略访问它们的API，许多函数被在CUDA 3.2中予以合并。注册函数仍保持着API分离性，因为它们在绑定时需要区分API。但映射、解映射和移除注册资源这些函数变为公用的了，对应上述函数的CUDA 3.2 API如下：

• cuD3D9RegisterResource()/cudaD3D9RegisterResource()
  cuGraphicsMapResources()/cudaGraphicsMapResources()
  cuGraphicsUnmapResources()/cudaGraphicsUnmapResources()
  cuGraphicsUnregisterResource()//cudaGraphicsUnregisterResource()

Direct3D 10中的互操作API与上述函数全部类同，唯一不同的是开发者必须使用

cuD3D10RegisterResource()/cudaD3D10RegisterResource()代替cuD3D9*形式。

CUDA 3.2同样增加了使用图形API访问CUDA数组形式的纹理功能。在Direct 3D中，纹理只是资源的一种，可以被IDirect3DResource9*（或IDirect3DResource10*，等）引用。而在OpenGL中，提供了一个独立的函数：cuGraphicsGLRegisterImage()。