Практическое тестирование видеокарт ATI и NVIDIA в задачах декодирования видеоданных


Уже довольно много времени прошло с момента публикации нашей теоретической статьи о наборе технологий ATI AVIVO, но до практического тестирования аппаратно ускоренного проигрывания видеоданных дело не доходило. Частично это связано с тем, что на тот момент и ATI и NVIDIA так активно развивали поддержку декодирования видео в драйверах, что почти в каждом из релизов были большие нововведения в этом плане, и сравнивать производительность чипов разных вендоров было тяжело, так как ситуация менялась каждый месяц. Но сейчас всё вроде бы более-менее устоялось, то ли ATI и NVIDIA "вылизали" поддержку упомянутых в теоретической статье возможностей по поддержке декодирования видео, то ли надоело им заниматься этой задачей. Мы решили проверить на практике, насколько хорошо обстоят дела по декомпрессии и выводу видеоданных с аппаратной помощью видеочипов.

Воспроизведение видеоданных высокого разрешения ("High Definition", сокращенно - HD) в современных форматах сжатия, весьма требовательных к мощности системы, является ресурсоемкой задачей даже для мощных ПК. Основная нагрузка приходится на центральный процессор, но современные видеокарты берут на себя выполнение части вычислений по декодированию и постобработке. В современных видеочипах ATI и NVIDIA есть программируемые блоки для задач ускорения декодирования и постобработки разных видеоформатов. Технология, задействующая возможности видеочипов при воспроизведении видео, называется DirectX Video Acceleration (DXVA). Она позволяет использовать помощь видеопроцессора в декодировании и постобработке (деинтерлейсинг, шумоподавление и т.п.), а возможности чипов последних выпусков от ATI и NVIDIA по декодированию видео включают поддержку основных форматов: MPEG2, WMV9 и H.264. Для этого требуются специальные декодеры (ATI DVD Decoder, PureVideo Decoder, CyberLink MPEG2 и H.264 video decoder), и проигрыватели, поддерживающие DXVA, такие, как Windows Media Player 10. Сначала появились DXVA декодеры для аппаратного ускорения MPEG2, затем выпустили дополнение для WMP10 с поддержкой DXVA для декодирования WMV9 формата, а в последние два года появились H.264 декодеры с DXVA-ускорением, одним из первых был CyberLink. А совсем недавно, весной этого года, вышел качественный программный декодер формата H.264, под названием CoreAVC, который мы также рассмотрим в статье.

С проигрыванием MPEG2 видео в невысоких разрешениях (до используемого в DVD дисках 480p/480i) на данный момент особых проблем с производительностью не возникает, но в начале распространения DVD видео, когда типичные процессоры не очень хорошо справлялись с декодированием MPEG2, была ситуация, когда только с помощью аппаратной поддержки от видеокарт компьютеры того времени могли справиться с этой задачей. И сейчас, без соответствующей поддержки, даже некоторые новые CPU не всегда могут полностью удовлетворить требования по декодированию такого современного формата, как H.264 в самых высоких разрешениях, например, в 1080p (прогрессивный 1920x1080). По заявлениям ATI и NVIDIA, их последние видеочипы помогают процессорам в декодировании наиболее требовательного к ресурсам формата H.264, в дополнение к уже известным WMV и MPEG2, в том числе в высоких разрешениях.

Для разных чипов существуют некоторые ограничения, так, не все low-end чипы обладают необходимыми возможностями и производительностью для поддержки самых высоких разрешений, уровень аппаратной поддержки зависит от модели карты и установленного чипа. Но возможности, предоставляемые последними видеокартами по аппаратному ускорению декодирования H.264, позволяют говорить о теоретическом решении проблем с воспроизведением таких файлов. Так ли это или на практике проблемы еще остались? В статье мы рассмотрим сравнительные производительность и качество воспроизведения видео разных форматов, начиная с MPEG2 и заканчивая все тем же относительно свежим H.264/AVC, информацию о котором можно найти в уже упомянутом теоретическом материале. Особое внимание мы обратим на полностью программный декодер CoreAVC, который показал себя с хорошей стороны с момента его выпуска. CoreAVC оказался значительно более эффективным, по сравнению с другими известными H.264 декодерами от CyberLink и Nero, не говоря уже о декодере QuickTime, при том же качестве картинки. Кстати, на данный момент аппаратно ускоренная версия CoreAVC пока еще отсутствует в публичном доступе, но, судя по заявлениям его разработчиков, планы по поддержке видеочипов у них есть.

Конфигурация тестовой системы, используемое программное обеспечение и настройки

Аппаратная конфигурация тестовой системы:


    • Процессор: AMD Athlon 64 3200+ Socket 939
    • Системная плата: Foxconn WinFast NF4SK8AA-8KRS (NVIDIA nForce4 SLI)
    • Оперативная память: 2048 Мб DDR SDRAM PC3200
    • Жесткий диск: Seagate Barracuda 7200.7 120 Gb SATA
    • Операционная система: Microsoft Windows XP Professional SP2

Для тестов использовались две видеокарты на чипах основных производителей:



Использовалась последняя, доступная на момент написания версия драйвера CATALYST и последняя официальная бета-версия ForceWare, так как именно в ней, по заявлению NVIDIA, были сделаны некие нововведения и изменения, связанные с технологией PureVideo.

Используемое программное обеспечение (проигрыватели, кодеки):

Все настройки драйверов и программного обеспечения оставлены по умолчанию. Основные настройки производительности Windows Media Player 10, использованные при тестировании, приведены на скриншоте:



"High quality mode" в настройках WMP10 отвечает за использование Video Mixing Renderer 9 (VMR9). Скриншоты захватывались в разрешении 1024x768 при полноэкранном выводе изображения, а тестирование производительности проводилось в 1920x1080. Поддержка оверлеев была отключена, чтобы производить захват скриншотов в одинаковых условиях для карт ATI и NVIDIA.

Список видеороликов, используемых в тестах

Видеофайл Формат Разрешение, пикс HD формат Частота кадров, FPS Битрейт, Мбит/с
da_vinci_code-tsr2_h720p.mp4 H.264 1280x720 720p 24 5
ice_age_2-tlrD_h1080p.mp4 H.264 1920x1080 1080p 24 10
PGR3_E32005_Xbox360_Video.wmv WMV HD 1280x720 720p 30 5
MP10_Striker_10mbps.wmv WMV HD 1920x1080 1080p 24 10
opening2.mpg MPEG2 720x480 480i 30 7
emotion.mpg MPEG2 1920x1080 1080i 30 18
test-hdtv.mpg MPEG2 1920x1080 1080p 25 20

Как видите, в состав тестового материала вошли ролики во всех наиболее востребованных видеоформатах, чаще всего в двух распространенных разрешениях - 1280x720 и 1920x1080. Помимо этого, в состав тестов вошел и небольшой MPEG2 ролик с разрешением всего лишь 720x480 (480i), так как DVD диски до сих пор весьма широко используются. Единственное отличие ролика от формата большинства DVD дисков - его чересстрочность (интерлейсинг). Если исключить влияние деинтерлейсинга, с MPEG2 видео проблем обычно не бывает.

Тесты проводились в разрешении 1920x1080 при помощи собственной утилиты с использованием ActiveX компоненты Windows Media Player 10, позволяющей замерять использование ресурсов процессора во время проигрывания, получать статистику WMP10, а также снимать скриншоты с точной установкой позиции ролика на нужный кадр видеопоследовательности. Замерялась средняя загрузка центрального процессора системы при трехкратном проигрывании каждого из роликов. Проводился также сбор и попытка использования таких значений, как количество пропущенных кадров в секунду и достигнутая при проигрывании частота кадров, но оба эти значения на некоторых сочетаниях роликов и декодеров получались явно некорректными, и от затеи пришлось отказаться. С подсчетом среднего времени загрузки CPU никаких проблем нет, и это значение было принято для использования в тестах при определении качества аппаратной поддержки декодирования видео платами ATI и NVIDIA. Лишь в одном случае упомянута и цифра пропущенных кадров видеопоследовательности.

Результаты тестирования

Тесты мы начнем с самого интересного формата - H.264. Обе видеокарты тестировались с применением двух декодеров - полностью программного CoreAVC Pro, в который еще не встроили поддержку аппаратного ускорения видеокартами, и поддерживающем DXVA ускорение CyberLink H.264/AVC Decoder из комплекта PowerDVD 7 Deluxe. Также, для сравнения, приведена цифра загрузки процессора при помощи программного декодера H.264, встроенного в пакет QuickTime. Этот декодер появился одним из первых, и большая часть заслуги в продвижении H.264 как весьма ресурсоемкого формата принадлежит именно ему.

H.264 (720p)



Цифры показывают, что декодирование формата H.264 даже в не самом высоком разрешении 720p с применением устаревшего программного декодера QuickTime почти полностью задействует мощности не самого слабого тестового процессора. Наблюдаются явные рывки и пропуски кадров, пусть и не такие массовые, но все же неприятные. Декодер CyberLink нормально справляется с работой на обеих видеокартах, загрузка на ATI оказалась чуть ниже, чем на NVIDIA. То же самое мы видим и на примере CoreAVC, хотя он и полностью программный, NVIDIA все же немного отстает от ATI по производительности. Но разница совсем невелика - 7-8%, и с учетом того, что CPU загружен менее чем наполовину, я бы сказал, что ее почти нет, она не будет ощутима практически.

Теперь проверим получаемое качество картинки. Оно во всех случаях оказалось почти идентичным, никакой значительной разницы я не нашел, но пару примеров привести обязан.






DVD Russian VJ's Vol 2

russian vj Человек не может жить без музыки. И в то же время музыка становится только началом некой цепочки, к которой тянутся люди в свободные часы и во время самых радостных праздников.

Музыка рождает танец, движение вслед за мелодией, вместе с ритмом, способное надолго придать отличное настроение эмоциональный подъем.

Есть и другое направление – к музыке добавляется изображение, уже чужое движение, за которым человек следит, сопереживая.

подробнее

DVD Russian VJ's vol 1

russian vj  Вы когда-нибудь задумывались о том, что за странные и, в то же время завораживающие, картинки двигаются на экранах в клубе на уютной вечеринке или на многотысячном фестивале, на краю земли?

Откуда берутся эти фрагменты? Почему очень сложно описать словами то, что находится перед глазами всю ночь?

Кто следит за тем, чтобы ваши глаза впитывали музыку с экранов?

подробнее

Яндекс.Метрика Copyright by www.Malbred.com 2005