gpujs/gpu.js

解決的問題

GPU.js 是一個 JavaScript 加速庫，可在 Web 與 Node.js 環境中實現 GPU 上的通用運算（GPGPU）。它允許開發者在 GPU 上執行計算密集型任務——例如矩陣乘法、卷積與模擬——相比在 CPU 上執行一般 JavaScript，可獲得顯著的效能提升（通常可達 1-15 倍或更多）。

工作原理

該庫會自動將簡單的 JavaScript 函數（稱為內核）轉譯為著色器語言（如 GLSL 或 WGSL），並編譯為可在 GPU 上執行的程式碼。它支援多種後端，包括透過 WGSL 計算著色器的 WebGPU、WebGL2、WebGL，以及用於 Node.js 的 HeadlessGL。若無法使用 GPU，它會提供保證的回退方案：純 JavaScript（CPU 後端）或使用 SIMD 與多執行緒的 WebAssembly。

適用對象

專為希望在不手動撰寫複雜著色器程式碼的情況下加速其應用的 JavaScript 與 TypeScript 開發者設計。它也作為學習 GPGPU 程式設計基礎的教學工具使用。

主要特色

• 自動轉譯：將 JS 函數轉換為 GPU 內核。
• 多後端支援：支援 WebGPU、WebGL、WebGL2 與 HeadlessGL。
• 跨平台：可在瀏覽器與 Node.js 中運行。
• 流水線處理：允許將中間結果保留在 GPU 上，避免耗時的回傳至 CPU 操作。
• 以非同步為優先的架構：正朝向非同步 API（v3）演進，以更好利用 WebGPU 並防止主執行緒凍結。