gpujs/gpu.js

何を解決するか

GPU.js は、Web および Node.js 環境で GPU 上での一般目的計算（GPGPU）を可能にする JavaScript の高速化ライブラリです。行列乗算、畳み込み、シミュレーションなどの計算負荷の高いタスクを GPU で実行することで、通常の JavaScript 実行（CPU）と比較して、しばしば 1～15 倍以上のパフォーマンス向上を実現できます。

動作方法

このライブラリは、単純な JavaScript 関数（カーネルと呼ばれる）を自動的にシェーダ言語（GLSL や WGSL など）にトランスパイルし、GPU 上で実行可能な形式にコンパイルします。WebGPU（WGSL コンピュートシェーダ経由）、WebGL2、WebGL、および Node.js 用の HeadlessGL などの複数のバックエンドをサポートしています。GPU が利用できない場合、プレーンな JavaScript（CPU バックエンド）または SIMD とスレッドを活用した WebAssembly への保証されたフォールバックが提供されます。

対象ユーザー

複雑なシェーダコードを手動で書く必要なく、アプリケーションを GPU で高速化したい JavaScript および TypeScript 開発者向けに設計されています。また、GPGPU プログラミングの基礎を学ぶための教育ツールとしても使用されています。

特徴

• 自動トランスパイル：JS 関数を GPU カーネルに変換。
• 複数のバックエンド：WebGPU、WebGL、WebGL2、HeadlessGL をサポート。
• クロスプラットフォーム：ブラウザおよび Node.js で動作。
• パイプライン処理：中間結果を GPU 上に保持することで、CPU への高コストな読み込みを回避。
• 非同期優先アーキテクチャ：WebGPU の利点を最大限に活かし、メインスレッドのフリーズを防ぐために、v3 で非同期 API へ移行中。