Metal (API)
Metal︵メタル︶はAppleのオペレーティングシステム上でサポートされる、オーバーヘッドの小さいローレベル︵low level︶なコンピュータグラフィックスAPIである。Metalでは、OpenGLとOpenCLに似た機能を一つのAPIに統合している。Metalはクロノス・グループによるVulkanや、マイクロソフトによるWindows向けのDirect3D 12といった、他のプラットフォームにおける類似のAPIによるパフォーマンス上の利点をmacOS／iPadOS／iOSにもたらしている。
| 開発元 | Apple |
|---|---|
| 初版 | 2014年6月 |
| 最新版 |
3 / 2019年6月 |
| プログラミング 言語 | シェーディング言語: C++14, ランタイム/API: Objective-C |
| 対応OS | iOS, iPadOS, macOS, tvOS |
| 種別 | 3Dグラフィックス・演算用API |
| ライセンス | プロプライエタリ |
| 公式サイト |
developer |
MetalはC++11をベースとした新しいシェーディング言語、Metal Shading Language︵MSL︶を利用する。これはClangとLLVMによって実装されている[1]。Metalはコンピュートシェーダーを導入することでGPGPUプログラミングのしやすさも向上している[注1]。
macOS Ventura, iOS/iPadOS 16のMetal 3では、MetalFX Upscalingという超解像度技術を実装している[2]。
macOS Sonomaでは、Xcode 15向けThe Game Porting Toolkit[3]のMetal shader converter[4]で、Windows向けゲームを移植する際、DirectX 12からMetal 3へ変換できる[5]。
対応環境
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2023年現在、Metal 3での動作条件は、Apple A13 Bionic以上を搭載したiPhone 11/SE (第2世代)以降とiPad (第9世代)以降、AppleシリコンまたはIntel UHD Graphics 630以降のGPUを搭載したMacが必須となっている[6]。対応OSは、macOS Ventura, iOS 16, iPadOS 16以降である[6]。
初期のMetalはApple A7以降を搭載したiOS機器、およびOS X El Capitan以降が動作する一部のMacコンピュータで利用可能であった。OS X El Capitanに対応しているMacであっても、Metalに対応しているとは限らない。
2017年10月時点でのMetal及びMetal2対応Macコンピュータは以下の通り[7]。
●iMac︵Late 2012 以降︶
●MacBook︵Early 2015 以降︶
●MacBook Pro︵Mid 2012 以降︶
●MacBook Air︵Mid 2012 以降︶
●Mac mini︵Late 2012 以降︶
●Mac Pro︵Late 2013 以降︶
●Mac Pro︵Mid 2010 以降︶でMetalをサポートするGPU︵Nvidia Kepler以降、ATI Graphics Core Next以降︶を搭載したもの
MetalはWWDC 2014にて発表され、iOS 8で初めて導入された[8]。
macOSでのMetalのサポート︵Metal for Mac︶はWWDC 2015において発表された。
パフォーマンス
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Metalの登場以前は、macOSにはOpenGLが、そしてiOSにはOpenGL ESがそれぞれ提供されていたが、いずれも高度にハードウェアが抽象化されていることから性能上のオーバーヘッドが大きい。Metalは以下のような理由から、OpenGLよりも優れたパフォーマンスを期待できる[9]。
●シェーダーの事前コンパイルおよび最適化や、前もって実行されるステートの結合と評価︵Validation︶
●GPUとCPUの明確な同期
●GPUとCPUで共有されるメモリ空間
●より小さくなったドライバのオーバーヘッド
これらのうちいくつかは、GPUでコマンドを実行するために必要になるCPUのタスクを低減する。そのため、他の仕事のためにCPUを使えるようになり、全般的なパフォーマンスの向上につながる。
脚注
編集注釈
編集- ^ OpenGL 4.3／OpenGL ES 3.1以降でもコンピュートシェーダーはサポートされるが、Metal登場時にmacOS／iOSはこれらのAPIをサポートしていなかった。
出典
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(一)^ “Metal Shading Language Guide”. アップル (2014年9月17日). 2015年10月28日閲覧。
(二)^ Inc, Aetas. “西川善司の3DGE‥Appleのゲーム向けAPI﹁Metal 3﹂は，DirectX 12 Ultimateに一層近づいた”. 4Gamer.net. 2023年6月21日閲覧。
(三)^ “Technologies for Game Developers” (英語). Apple Developer. 2023年6月21日閲覧。
(四)^ “Metal shader converter - Metal” (英語). Apple Developer. 2023年6月21日閲覧。
(五)^ “Apple、WindowsゲームをMacに移植する﹁Game Porting Tool﹂リリース”. ITmedia NEWS. 2023年6月21日閲覧。
(六)^ ab“Discover Metal 3 - WWDC22 - Videos” (英語). Apple Developer. 2023年6月21日閲覧。
(七)^ “Metal に対応している Mac コンピュータの一覧”. アップル (2017年10月10日). 2017年11月14日閲覧。
(八)^ ︻西田宗千佳のRandomTracking︼WWDC 2014 開発環境編:﹁機器の外の魅力﹂で戦う準備を進めるアップル - AV Watch
(九)^ “Unity - Unity Japan Official Blog – Metal, iOS 8 の新グラフィクス API”. Unity Technologies Japan G.K. (2014年7月4日). 2015年10月28日閲覧。
関連項目
編集- Direct3D 12 - DirectX 12において導入されたローレベルAPI
- Glide - 3dfxによるローレベルAPI
- Mantle (API) - AMDによるローレベルAPI
- Vulkan (API) - OpenGLの後継となるクロスプラットフォームなローレベルAPI, MoltenVKによりMetal上で動作するものが開発出来る
外部リンク
編集- Metal for Developers - Apple Developer
- Metal Programming Guide
- Metal Shading Language Guide
- Metal Framework Reference
- MoltenGL – Molten - Metal 上の OpenGL ES 2.0 の非公式な実装（商用）