Механизм кодирования видео

редактировать
Аппаратный ускоритель AMD для кодирования видео MP4 H.264, встроенный в процессор видеокода AMD

(VCE, ранее называвшееся Video Coding Engine, Video Compression Engine или Video Codec Engine в официальной документации AMD) - это Видеокодек AMD ASIC, реализующий видеокодек H.264 / MPEG-4 AVC. С 2012 года он интегрирован во все их графические процессоры и APU, кроме Oland.

Video Coding Engine был представлен 22 декабря 2011 года вместе с Radeon HD 7900. VCE занимает значительную часть поверхности кристалла, и его не следует путать с AMD Унифицированный видеодекодер (UVD).

Начиная с Raven Ridge (выпущен в январе 2018 г.), VCE сменил VCN.

Содержание
  • 1 Обзор
    • 1.1 VCE 1.0
    • 1.2 VCE 2.0
    • 1.3 VCE 3.0
    • 1.4 VCE 4.0
      • 1.4.1 VCE 4.1
    • 1.5 Обзор функций
      • 1.5.1 APU
      • 1.5.2 GPU
  • 2 Поддержка операционных систем
    • 2.1 Linux
    • 2.2 Windows
  • 3 Преемник
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
Обзор
В «полностью фиксированном режиме» все вычисления выполняются фиксированной функцией VCE Блок. Доступ к полностью фиксированному режиму можно получить через OpenMAX IL API. Блок энтропийного кодирования VCE ASIC также доступен отдельно, что позволяет использовать «гибридный режим». В «гибридном режиме» большая часть вычислений выполняется 3D-движком графического процессора. Используя AMD Accelerated Parallel Programming SDK и OpenCL, разработчики могут создавать гибридные кодировщики, которые объединяют пользовательскую оценку движения, обратное дискретное косинусное преобразование и компенсацию движения с аппаратным энтропийным кодированием для достижения большей скорости, чем в реальном времени. кодирование.

Обработка видеоданных включает вычисление алгоритмов сжатия данных и, возможно, алгоритмов обработки видео. Как показано в шаблоне Методы сжатия, алгоритмы сжатия видео с потерями включают следующие шаги: Оценка движения (ME), Дискретное косинусное преобразование (DCT) и энтропийное кодирование (EC).

AMD Video Code Engine (VCE) - это полная аппаратная реализация видеокодека H.264 / MPEG-4 AVC. ASIC может выдавать 1080p со скоростью 60 кадров в секунду. Поскольку его блок энтропийного кодирования также является отдельно доступным механизмом видеокодеков, он может работать в двух режимах: полностью фиксированном режиме и гибридном режиме.

Используя AMD APP SDK, доступный для В Linux и Microsoft Windows разработчики могут создавать гибридные кодеры, которые объединяют пользовательскую оценку движения, обратное дискретное косинусное преобразование и компенсацию движения с аппаратным энтропийным кодированием для достижения большей скорости, чем кодирование в реальном времени. В гибридном режиме используется только блок энтропийного кодирования модуля VCE, в то время как оставшиеся вычисления выгружаются в 3D-движок (GCN ) графического процессора, поэтому вычисления масштабируются с количеством доступных вычислительных блоков. (БЧ).

VCE 1.0

По состоянию на апрель 2014 г. существует две версии VCE. Версия 1.0 поддерживает H.264 YUV420 (I P-кадры), H.264 SVC Temporal Encode VCE и Display Encode Mode (DEM).

Его можно найти на:

  • Piledriver
    • APU Trinity (Ax-5xxx, например A10-5800K)
    • APU Richland (Ax- 6xxx, например, A10-6800K)
  • графические процессоры поколения Южных островов (GCN1: CAYMAN, ARUBA (Trinity / Richland), CAPE VERDE, PITCAIRN, TAHITI). Это
    • Radeon HD 7700 series (кроме HD 7790 с VCE 2.0)
    • Radeon HD 7800 series
    • Radeon HD 7900 series
    • Radeon HD 8570 to 8990 (кроме HD 8770 с VCE 2.0)
    • Radeon R7 250E, 250X, 265 / R9 270, 270X, 280, 280X
    • Radeon R7 360, 370, 455 / R9 370, 370X
    • Mobile Radeon HD 77x0M - HD 7970M
    • Mobile Radeon HD 8000-Series
    • Mobile Radeon Rx M2xx Series (кроме R9 M280X с VCE 2.0 и R9 M295X с VCE 3.0)
    • Mobile Radeon R5 M330 - R9 M390
    • Карты FirePro с GCN 1-го поколения (GCN1) (кроме W2100, который является Oland XT)

VCE 2.0

По сравнению с В первой версии VCE 2.0 добавляет H.264 YUV444 (I-Frames), B-кадры для H.264 YUV420 и улучшения DEM (Display Encode Mode), что приводит к лучшему качеству кодирования.

Его можно найти на:

  • Steamroller на базе
    • APU Kaveri (Ax-7xxx, например A10-7850K)
    • APU Godavari (Ax- 7xxx, например A10-7890K)
  • Jaguar на базе
    • APU Kabini (например, Athlon 5350, Sempron 2650)
    • APU Temash (например, A6-1450, A4-1200)
  • Puma на основе
    • графические процессоры Beema и Mullins
  • поколения Sea Islands, а также графические процессоры Bonaire или Hawaii (графическое ядро ​​2-го поколения Next), такие как
    • Radeon HD 7790, 8770
    • Radeon R7 260, 260X / R9 290, 290X, 295X2
    • Radeon R7 360 / R9 390, 390X
    • Mobile Radeon R9 M280X
    • Mobile Radeon R9 M385, M385X
    • Mobile Radeon R9 M470, M470X
    • Карты FirePro с GCN 2-го поколения (GCN2)

VCE 3.0

Video Code Engine 3.0 (VCE 3.0) включает новое масштабирование видео высокого качества и Высокоэффективное кодирование видео (HEVC / H.265).

Оно вместе с UVD 6.0, можно найти в 3-м поколении Graphics Core Next (GCN3) с "Tonga", "Fiji »,« Исландия »и« Carrizo »(VCE 3.1) аппаратное обеспечение графического контроллера, которое сейчас используется AMD Radeon Rx 300 Series (семейство GPU Pirate Islands) и VCE 3.4 на фактическом AMD Radeon Rx 400 Series и AMD Radeon 500 Series (оба семейства графических процессоров Polaris).

  • Тонга: Radeon R9 285, 380, 380X; Mobile Radeon R9 M390X, M395, M395X, M485X
  • Tonga XT: FirePro W7100, S7100X, S7150, S7150 X2
  • Fiji: Radeon R9 Fury, Fury X, Nano; Radeon Pro Duo (2016 г.); FirePro S9300, W7170M
  • Polaris: RX 460, 470, 480; RX 550, 560, 570, 580; Radeon Pro Duo (2017)

VCE 4.0

Кодер Video Code Engine 4.0 и декодер UVD 7.0 включены в графические процессоры на базе Vega.

VCE 4.1

Графический процессор AMD Vega20, присутствующий в картах Instinct Mi50, Instinct Mi60 и Radeon VII, включает VCE 4.1 и два экземпляра UVD 7.2.

Обзор функций

APU

Следующая таблица показывает особенности AMD APU (см. также: Список ускоренных процессоров AMD ).

[] [
  • view
  • talk
]
CodenameServerBasicToronto
MicroKyoto
DesktopMainstreamCarrizo Bristol Ridge Raven Ridge Picasso Renoir
EntryLlano Trinity Richland Kaveri
BasicKabini
MobilePerformanceRenoir
MainstreamLlano Trinity Richland Kaveri Carrizo Bristol Ridge Рэйвен Ридж Пикассо
ЗаписьДали
БазовыйДесна, Онтарио, Закате Кабини, Темаш Бима, Маллинс Карризо-Л Стони Ридж
EmbeddedТринити Белоголовый орлан Мерлин Сокол,. Бурый сокол Большая рогатая сова Онтарио, Закате Кабини Степной орел, Crowned Eagle,. Семейство LX Калифорнийский сокол Полосатая пустельга
ПлатформаВысокая, стандартная и низкая мощностьНизкая и сверхнизкая мощность
Дата выпускаавгуст 2011 г.октябрь 2012 г.июнь 2013 г.январь 2014 г.июнь 2015Июнь 2016октябрь 2017янв 2019март 2020янв 2011май 2013апр 2014май 2015февраль 2016апр 2019
CPU микроархитектура K10 Piledriver Steamroller Excavator "Экскаватор + "Zen Zen + Zen 2 Bobcat Jaguar Puma Puma + "Экскаватор + "Zen
ISA x86-64 x86-64
Socket DesktopHigh-endN / AN / A
MainstreamН / ДAM4
ЗаписьFM1 FM2 FM2 + Н / Д
БазовыйН / ДН / Д AAM1 НЕТ
ДругоеFS1 FS1 +, FP2 FP3 FT1 FT3 FT3b
PCI Express версия2.03.02.03.0
Fab. (nm )GF 32SHP. (HKMG SOI )GF 28SHP. (HKMG навалом)GF 14LPP. (FinFET навалом)GF 12LP. (навалом FinFET)TSMC N7. (навалом FinFET)TSMC N40. (навалом)TSM C N28. (HKMG навалом)GF 28SHP. (HKMG bulk)GF 14LPP. (FinFET навалом)
Площадь матрицы (мм)22824624524525021015675 (+ 28 FCH )107?125149
Мин TDP (Вт)351712104,543,95106
Макс. APU TDP (W)10095651825
Макс.базовая частота базового APU (ГГц)33,84,14,13,73,83,63,73,81,752,222,23,23,3
Макс. Количество APU на узел11
Макс. ЦП ядер на APU48242
Макс. потоков на ядро ​​ЦП1212
Целочисленная структура3 + 32 + 24+24+2+11+1+1+12+24 + 2
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE, NX bit, CMPXCHG16B, AMD-V, RVI, ABM и 64-битный LAHF / SAHFДа Да
IOMMU Н / ДДа
BMI1, AES-NI, CLMUL, а также F16C N/AДа
MOVBEN / AДа
AVIC, BMI2 и RDRAND N / AДа
ADX, SHA, RDSEED, SMAP, SMEP, XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT и CLZEROН / ДДа Н / ДДа
WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU и MCOMMITН / ДДа Н / Д
FPU на ядро ​​ 10,5110,51
Количество каналов на FPU22
Ширина канала FPU128-битное256-битное80- бит128-битный
CPU набор команд SIMD уровеньSSE4a AVX AVX2 SSSE3 AVX AVX2
3DNow! 3DNow!+ N/AN / A
PREFETCH / PREFETCHW Да Да
FMA4, LWP, TBM и XOP N/AДа N/AN / AДа N / A
FMA3 Да Да
L1 кэш данных на ядро ​​(КиБ)64163232
Кэш данных L1 ассоциативность (способы)2488
Кеши инструкций L1 на ядро ​​ 10,5110,51
Максимальный общий кэш инструкций L1 APU (КиБ)2561281922565126412896128
L1 инструкции по кэшу ассоциативность (способы)2348234
кеши L2 на ядро ​​ 10,5110,51
Макс.общий кэш L2 APU (MiB)424121
кэш L2 ассоциативность (способы)168168
APU total L3 cache (MiB)N / A48N / A4
APU L3 cache ассоциативность (способы)1616
Схема кэша L3Жертва Н / ДЖертваЖертва
Максимальный запас DRAM поддержкаDDR3-1866 DDR3-2133 DDR3-2133, DDR4-2400 DDR4-2400 DDR4-2933 DDR4-3200, LPDDR4-4266 DDR3L-1333 DDR3L-1600 DDR3L-1866 DDR3-1866, DDR4-2400 DDR4-2400
Макс. DRAM каналов на APU212
Макс. Запас DRAM пропускная способность (ГБ / с) на APU29,86634,13238,40046,93268,25610,66612,80014,93319.20038.400
GPU микроархитектура TeraScale 2 (VLIW5) TeraScale 3 (VLIW4) GCN 2-го поколения GCN 3-го поколения GCN 5-го gen TeraScale 2 ( VLIW5) GCN 2-го поколения GCN 3-го поколения GCN 5-го поколения
GPU набор команд TeraScale набор командНабор команд GCN TeraScale набор команднабор команд GCN
Макс.базовая базовая частота графического процессора (МГц)6008008448661108125014002100538600?8479001200
Макс. Базовая база графического процессора GFLOPS 480614,4648,1886,71134,517601971,22150,486???345,6460,8
3D-движокДо 400: 20: 8До 384: 24: 6До 512: 32: 8До 704: 44: 16До 512: ?:?80: 8: 4128: 8: 4До 192:?:?До 192:?: ?
IOMMUv1IOMMUv2 IOMMUv1?IOMMUv2
ВидеодекодерUVD 3.0 UVD 4.2 UVD 6.0 VCN 1.0 VCN 2.0 UVD 3.0 UVD 4.0 UVD 4.2 UVD 6.0 UVD 6.3 VCN 1.0
ВидеокодерН / ДVCE 1.0 VCE 2.0 VCE 3.1 Н / ДVCE 2.0 VCE 3.1
Энергосбережение графического процессораPowerPlay PowerTune PowerPlay PowerTune
TrueAudio Н / ДДа Н / ДДа
FreeSync 1. 21. 2
HDCP ?1,41,4. 2,2?1,41,4. 2,2
PlayReady Н / Д3.0 еще неН / Д3.0 еще не
Поддерживаемые дисплеи 2–32– 433 (настольный компьютер). 4 (мобильный, встроенный)4234
/ drm / radeonДа Н / ДДа Н / Д
/ drm / amdgpuН / ДДа Да Н / ДДа Да

Графические процессоры

В следующей таблице показаны особенности AMD GPU (см. Также: Список графических процессоров AMD ).

[] [
  • view
  • talk
]
Название серии GPU Wonder Mach 3D Rage Rage Pro Rage R100 R200 R300 R400 R500 R600 RV670 R700 Evergreen Северные. острова Южные. Острова Море. Острова Вулканические. Острова Арктика. Острова / Полярная звезда Вега Нави
Выпущен19861991199619971998апр 2000август 2001сен 2002май 2004 г.октябрь 2005 г.май 2007 г.ноябрь 2007 г.июнь 2008 г.сен 2009 г.окт 2010янв 2012сен 2013июнь 2015июн 2016июнь 2017Июль 2019
Торговое название WonderMach3D RageRage ProRageRadeon 7000Radeon 8000Radeon 9000Radeon X700 / X800Radeon X1000Radeon HD 1000/2000Radeon HD 3000Radeon HD 4000Radeon HD 5000Radeon HD 6000Radeon HD 7000Radeon Rx 200Radeon Rx 300Radeon RX 400/500Radeon RX Vega / Radeon VII (7 нм)Radeon RX 5000
Поддержка AMDЗавершено Текущий
Вид2D3D
Набор команд НеизвестноTeraScale набор командНабор команд GCN Набор команд RDNA
Микроархитектура TeraScale 1 TeraScale 2 (VLIW5) TeraScale 3 (VLIW4) GCN 1-го поколения GCN 2-го поколения GCN 3-го поколения GCN 4-го поколения GCN 5-го поколения gen RDNA
ТипФиксированный конвейерПрограммируемые пиксельные и вершинные конвейерыУнифицированная шейдерная модель
Direct3D Н / Д5.06.07.08.19.0. 11 (9_2 )9.0b. 11 (9_2)9.0c. 11 (9_3 )10.0. 11 (10_0 )10.1. 11 (10_1 )11 (11_0)11 (11_1 ). 12 (11_1)11 ( 12_0 ). 12 (12_0)11 (12_1 ). 12 (12_1)
Модель шейдера Н / Д1,42,0+2,0b3,04,04,15,05.15.1. 6.36.4
OpenGL Н / Д1.11.21.32.03.34.5 (в Linux + Mesa 3D: 4.2 с поддержкой FP64 HW, 3.3 без)4.6 (в Linux: 4.6 (Mesa 20.0))
Vulkan N / A1.0. (Win 7+ или Mesa 17+ )1.2 (Adrenalin 20.1, Linux Mesa 20.0)
OpenCL N / AClose to Metal 1.11.22.0 (драйвер Adrenalin на Win7 + ). (1.2 на Linux, 2.1 с AMD ROCm)?
HSA Н / ДДа ?
Декодирование видео ASIC Н / ДAvivo / UVD UVD + UVD 2 UVD 2.2 UVD 3 UVD 4 UVD 4.2 UVD 5.0 ​​ или 6.0 UVD 6.3 UVD 7 VCN 2.0
Кодирование видео ASIC Н / ДVCE 1.0 VCE 2.0 VCE 3.0 или 3.1 VCE 3.4 VCE 4.0
Энергосбережение?PowerPlay PowerTune PowerTune и ZeroCore Power ?
TrueAudio Н / ДЧерез выделенный DSP Через шейдеры
FreeSync Н / Д1. 2
HDCP ?1.41.4. 2.21.4. 2,2. 2,3
PlayReady Н / Д3,0Нет 3,0
Поддерживаемые дисплеи 1–222–6?
Макс.. разрешение ?2–6 ×. 2560 × 16002–6 ×. 4096 × 2160 при 60 Гц2–6 ×. 5120 × 2880 при 60 Гц3 ×. 7680 × 4320 при 60 Гц?
/ drm / radeonДа Н / Д
/ drm / amdgpuН / ДЭкспериментальнаяДа
Поддержка операционной системы

Ядро VCE SIP должно поддерживаться драйвером устройства. Драйвер устройства предоставляет один или несколько интерфейсов , например. грамм. OpenMAX IL. Затем один из этих интерфейсов используется программным обеспечением конечного пользователя, например GStreamer или HandBrake (HandBrake отклонил поддержку VCE в декабре 2016 г., но добавил ее в декабре 2018 г.) для доступа к VCE. оборудование и использовать его.

Запатентованный драйвер устройства AMD AMD Catalyst доступен для нескольких операционных систем, и к нему была добавлена ​​поддержка VCE. Кроме того, доступен бесплатный драйвер устройства . Этот драйвер также поддерживает оборудование VCE.

Linux

Поддержка VCE ASIC содержится в драйвере устройства amdgpu ядра Linux.
  • Первоначальная поддержка VCE была добавлена ​​4 февраля 2014 г. Кристиана Кёнига из AMD в бесплатный драйвер Radeon.
  • Gallium3D state tracker для OpenMAX был добавлен 24 октября 2013 года в Mesa 3D.
  • Бесплатная и открытая версия Исходный драйвер Radeon был адаптирован для использования OpenMAX с поддержкой GStreamer OpenMAX (gst-omx) для раскрытия механизма кодирования видео VCE.
  • Сотрудник AMD Лео Лю реализовал Поддержка уровня div class="ht"64 в трекере состояния Mesa 3D.

Windows

Программное обеспечение MediaShow Espresso Video Transcoding, похоже, максимально полно использует VCE и UVD.

XSplit Broadcaster поддерживает VCE версии 1.3.

Open Broadcaster Software (OBS Studio) поддерживает VCE для записи и потоковой передачи. Исходное программное обеспечение Open Broadcaster Software (OBS) требует сборки вилки для включения VCE.

AMD Radeon Software поддерживает VCE со встроенным захватом игр («Radeon ReLive») и использует AMD AMF / VCE на APU или Radeon Графическая карта для уменьшения падения FPS при захвате игры или видеоконтента.

HandBrake добавил поддержку Video Coding Engine в версии 1.2.0 в декабре 2018 года.

Преемник

VCE был на смену AMD Video Core Next в серии APU Raven Ridge, выпущенной в октябре 2017 года. VCN сочетает в себе кодирование (VCE) и декодирование (UVD).

См. также
Ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-18 12:55:35
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте