- Das Projekt Asahi Linux ermöglicht es, Linux auf Apple-M1- und -M2-Macs auszuführen, und hat die Unterstützung für den Großteil der Hardware abgeschlossen, einschließlich WLAN, Audio und Grafikbeschleunigung
- Das Projekt wurde im Dezember 2020 von Hector Martin gestartet; Alyssa Rosenzweig stieß dazu, indem sie den Shader-Befehlssatz der M1-GPU per Reverse Engineering analysierte
- Im Dezember 2022 setzte Asahi Linux Grafikbeschleunigung um, indem es den OpenGL-Treiber mit dem Kernel-Treiber kombinierte, sodass 3D-Spiele ausgeführt werden konnten
- 2023 bis 2024 entwickelte Rosenzweig Treiber, die die Spezifikationen von OpenGL 4.6 und Vulkan 1.4 erfüllen, und unterstützte das Ausführen von Windows-Spielen über Proton
- Dieses Open-Source-Projekt ging über Apples nicht standardkonforme Treiber hinaus und erreichte Industriestandards, wodurch es den Anstoß gab, Vulkan auf macOS einzuführen
Bedeutung und Vorteile des Open-Source-Projekts
- Asahi Linux ist ein Open-Source-Projekt, das Linux auf Apple-M1- und -M2-Chips lauffähig macht und vollständige Hardware-Unterstützung bietet, ohne von proprietärer Software abhängig zu sein
- Während Apples proprietäre Treiber die Spezifikationen von OpenGL und Vulkan nicht einhalten, zielt Asahi Linux auf Einhaltung von Industriestandards ab und erhöht damit Zuverlässigkeit und Kompatibilität
- Im Vergleich zu anderen Open-Source-Grafiktreiberprojekten wie Panfrost entwickelt sich Asahi Linux durch Reverse Engineering schnell weiter und hebt sich durch die Optimierung der Gaming-Leistung mit Proton ab
Projektbeginn und frühe Arbeiten
- Im Dezember 2020 startete Hector Martin Asahi Linux und trieb das Reverse Engineering der Apple-M1-GPU voran
- Alyssa Rosenzweig stieg während ihrer Arbeit an Panfrost (dem Open-Source-Arm-Mali-GPU-Treiber) bei Collabora ein
- Anfangs wollte sie nur einfache Ratschläge geben, kaufte dann aber einen M1 Mac und begann mit der Analyse der Shader-Befehle
- Anfang 2021 gelang Rosenzweig innerhalb weniger Wochen das Rendern eines Dreiecks, womit die Grundlage für 3D-Grafik gelegt wurde
- Das Rendern eines Dreiecks ist der Ausgangspunkt für alle Arbeiten in der 3D-Grafik und ermöglicht anschließend die Umsetzung komplexerer Grafik
- Danach entwickelte sie einen Shader-Compiler und implementierte nach den Abschlussprüfungen des Semesters einen OpenGL-Treiber, um rotierende Zahnräder zu demonstrieren
Treiberentwicklung und Erfolge
- 2021 bis 2022 setzte Rosenzweig das Reverse Engineering fort und verbesserte den OpenGL-Treiber, sodass 3D-Spiele unter macOS ausgeführt werden konnten
- Asahi Lina schrieb einen Kernel-Treiber für die Apple-GPU und kombinierte ihn mit dem OpenGL-Treiber im User Space
- Im Dezember 2022 unterstützte Asahi Linux Grafikbeschleunigung und vollendete damit den vollständigen Grafik-Stack
- 2023 verbrachte Rosenzweig ihr letztes Informatiksemester an der University of Toronto und arbeitete parallel weiter an der Treiberentwicklung
- Nach dem Erfolg des Panfrost-Projekts machte sie den M1-GPU-Treiber zu ihrer neuen Herausforderung
- Ziele: Unterstützung für OpenGL 4.6, Vulkan und Proton-Gaming
Einhaltung der OpenGL- und Vulkan-Spezifikationen
- 2023 wurde OpenGL 3.1 implementiert und die Konformitätszertifizierung für OpenGL ES 3.1 erreicht
- OpenGL ES 3.2 erfordert Geometry Shader, die von Apple-Hardware jedoch nicht unterstützt werden; daher wurden sie mit Compute Shadern emuliert
- Durch die Nutzung gemeinsamen Codes aus dem Mesa-Treiber konnte die Entwicklung beschleunigt und die Emulation von Geometry und Tessellation umgesetzt werden
- Im Januar 2024 wurde die Konformitätszertifizierung für OpenGL 4.6 erreicht und damit Apples nicht standardkonforme Treiber übertroffen
- Die Entwicklung des Vulkan-Treibers erreichte innerhalb weniger Monate die Zertifizierung für Vulkan 1.3
- Die Emulation von Geometry und Tessellation wurde in Vulkan integriert, um Direct3D- und Proton-Spiele zu unterstützen
- Am Tag der Veröffentlichung der Vulkan-1.4-Spezifikation wurde die Konformitätszertifizierung implementiert und sofort ausgeliefert
- Karol Herbst erreichte die Zertifizierung für OpenCL 3.0 unter Verwendung von Rosenzweigs Compiler und dem rusticl-Frontend
- Durch die zusätzliche Unterstützung für Sparse Textures können fortgeschrittene Spiele über Direct3D 12 und Proton ausgeführt werden
Projektergebnisse und Auswirkungen
- Asahi Linux unterstützt OpenGL 4.6, OpenGL ES 3.2, OpenCL 3.0 und Vulkan 1.4 und hat damit alle Ziele erreicht
- Die Treiber sind vollständig in Mesa integriert, und die Leistungsoptimierung ist abgeschlossen
- Durch Proton-Gaming lassen sich Windows-Spiele unter Linux reibungslos ausführen, unter Nutzung der Technik des Steam Deck
- Das Projekt widerlegte das Missverständnis, Vulkan sei für Apple-Hardware ungeeignet, und brachte über LunarGs KosmicKrisp-Projekt Vulkan auf macOS
- Nach dem Erfolg des Projekts verlässt Rosenzweig das Apple-Ökosystem, während das Asahi-Linux-Team die Arbeit fortsetzt
- Als nächste Herausforderung ist ein Wechsel zu Intels Xe-HPG-Architektur geplant
Fazit
- Asahi Linux hat durch Reverse Engineering der Apple-M1-GPU erfolgreich einen Open-Source-Grafiktreiber entwickelt
- Mit der Einhaltung von Industriestandards und der Unterstützung für Proton erweitert das Projekt die Möglichkeiten für Linux-Gaming auf Apple-Hardware
- Das Projekt zeigt die Kraft der Zusammenarbeit in der Open-Source-Community und der Reverse-Engineering-Technik und bietet eine Alternative zu proprietären Systemen
4 Kommentare
Ich hatte Asahi Lina abonniert und irgendwann im Stream gesehen, wie sie M1-GPU-Reverse-Engineering und Kernel-Entwicklung macht, aber inzwischen ist es wohl archiviert worden, denn ich kann es nicht mehr finden…
Wow.....................................................................................................................................ein Monster.
Hacker-News-Kommentare
Diese Leistung ist nicht nur wegen ihrer technischen Tiefe, sondern auch wegen ihrer Symbolkraft von enormer Bedeutung. Alyssas Arbeit ist wirklich inspirierend. Mit tiefem technischem Verständnis und jahrelanger Hingabe hat sie Open-Source-Grafik auf Apple Silicon gebracht und damit Reverse Engineers und Open-Source-Entwickler stark motiviert. Sie zeigt einer neuen Generation, dass man mit Neugier und Beharrlichkeit Barrieren überwinden kann. Es war wirklich großartig, ihre Entwicklung in den letzten Jahren zu verfolgen. Großen Respekt an sie und an alle, die dieses Projekt möglich gemacht haben, und viel Erfolg bei der neuen Herausforderung bei Intel.
Es fühlt sich wirklich wie das Ende einer Ära an. Erstaunlich, dass sie diese Reise mit 18 begonnen und in fünf Jahren abgeschlossen hat. Nicht viele haben geglaubt, dass man die GPU unter Asahi Linux zum Laufen bringen könnte. Ich frage mich, was genau die nächste Herausforderung bedeutet, von der sie in dem Link „Onto the next challenge!“ spricht. Vielleicht arbeitet sie ja an Intel Xe-HPG.
Ja, in ihrem Lebenslauf steht auch, dass sie seit diesem Monat bei Intel an Open-Source-Grafiktreibern arbeitet.
Dass sie bei „ein Dreieck zeichnen“ angefangen hat und es jetzt bis zu upstream Vulkan auf dem M1 gebracht hat, ist wirklich beeindruckend. Praktisch hat das überhaupt erst den Venus/virtio-Pfad in Apple-Silicon-Gastumgebungen ermöglicht, und genau diese Funktion brauchen viele.
"Ich gehöre zu dem Gremium, das Linux-Grafik beaufsichtigt, und die Hälfte davon ist trans. Wenn euch Linux wichtig ist, müsst ihr euch gegen Angriffe auf trans Menschen wehren. Wenn ihr auch nur ein bisschen Gewissen habt, solltet ihr dagegen kämpfen." (Blog-Link)
Reine Neugier, aber ich habe den Eindruck, dass es anteilig erstaunlich viele hochbegabte trans Programmierer gibt. Trans Menschen machen insgesamt nur einen sehr kleinen Bevölkerungsanteil aus, daher ist es wirklich ungewöhnlich, wenn in irgendeiner Gruppe die Hälfte trans ist. Dazu kommen Memes wie „programmer socks“, und ich kenne auch selbst mehrere sehr gute trans Programmierer.
Ich bin mir nicht sicher, was der Kontext dieses Kommentars sein soll. Er stammt zwar von derselben Autorin, scheint aber keinen direkten Bezug zur M1-GPU zu haben.
Es wirkt unglaublich stark, wie die Autorin auf scheinbar „unmöglicher“ Hardware schnell moderne Grafik-APIs implementiert und dann ohne Zögern weiterzieht. Ein perfekter Mic-Drop-Moment.
Ich frage mich wirklich, wie man diese drei Dinge gleichzeitig schaffen konnte. Ich habe schon mit einem davon genug zu kämpfen.
Ich denke, sie gehört tatsächlich zu den wenigen Menschen mit außergewöhnlichen Fähigkeiten. Natürlich hilft es auch, wenn man bei der Arbeit keine Zeit mit sinnlosen Anstrengungen verschwendet und dafür angemessen bezahlt wird. So ein Maß an Selbstorganisation und Zielorientierung ist wirklich selten. Wahrscheinlich bleibt daneben kaum Raum für Familie, Sozialleben oder andere Hobbys.
Klingt wie die Legende vom 10x-Ingenieur.
Ich finde, das ist eine wirklich großartige Leistung. Was sie mit 23 erreicht hat, übertrifft das, was ich in mehr als zehn Jahren in der Branche aufgebaut habe. Sie ist wirklich eine talentierte Ingenieurin.
Ich möchte dem Asahi-Team, besonders für die GPU-Arbeit, wirklich danken. OpenGL-Entwicklung irgendwann wieder aufzunehmen, stand auf meiner Wunschliste, und seit ich fedora-asahi remix als Alltagsrechner nutze, fühlt es sich wirklich wieder so an, als würde mir mein Computer gehören. Ihre Arbeit inspiriert mich dazu, weiter an meinem Zig-PinePhone-Code zu basteln, auch wenn ich vermutlich nicht das Können habe, eine GPU über ein poke'd framebuffer hinaus zum Laufen zu bringen. Die API-Checkliste, die Asahi inzwischen unterstützt, ist wirklich überwältigend, und es ist kaum zu glauben, was in so kurzer Zeit erreicht wurde. Nochmals vielen Dank und viel Glück bei Intel.
Sie hat im August bei Intel angefangen und in nur wenigen Monaten bereits Leistungen erbracht, für die die meisten ein Jahr brauchen würden. Wirklich erstaunlich. (Lebenslauf-Link)
Ich habe nicht viel Besonderes zu sagen, möchte aber einfach wirklich sagen: „Gut gemacht!“ Und ich bin gespannt, woran sie als Nächstes arbeiten wird.
Alyssa ist wirklich eine inspirierende Person. Ich freue mich, dass sie in einem Bereich arbeiten kann, den sie spannend findet.
Es wirkt fast zu dramatisch, um zu glauben, dass das alles von einer einzigen Person geleistet wurde, und ist wirklich beeindruckend.
Ich bin in den Blog gegangen und habe auch den Lebenslauf gelesen — ein absolutes Monster.
Sein ganzes Leben ist im Grunde einfach Grafiktreiber;;