看片必备显卡帝简析显卡高清解码技术

吸血大魔王 · 发表于 2011-12-17 20:55:25

显卡帝为你解读显卡高清解码技术

一般来讲消费者购买独立显卡的大部分初衷都是为了去玩高画质高特效的大型游戏，但其实显卡还有一个额外的重要功能就是对高清视频进行解码从而降低CPU解码的负载。近几年来随着国内上网宽带速度的逐步改善，加上高清片源的日渐丰富，人们对高清这个概念越来越关注。与此同时，目前高清视频的编码格式也日渐多样化，独立显卡对高清解码技术的革新也是步步紧随，那么今天显卡帝就为各位网友解读显卡高清解码技术的一些基本常识。

显卡帝为你解读显卡高清解码技术

笔者记得刚开始用电脑那会儿，电脑在播放一些普通视频的时候都会发现电脑有明显的延迟，并且CPU的占用率较高。时至今日，独立显卡的技术革新已经逐步将CPU对视频的单一“软解码”方式逐步解放了出来，GPU的“硬解码”的推出不仅让CPU得以解放，同时也大大提升了显卡的使用率及其快速解码的架构优势。到底什么是软解码？什么是硬解码？高清视频格式哪些？

NVIDIA和AMD显卡在高清解码方面各自有哪些特点与优势？下面我们一一为大家解答。

吸血大魔王 · 发表于 2011-12-17 20:56:35

软解码OR硬解码你更爱谁？

自从有了GPU硬解码的加入，CPU软解码与GPU硬解码之间的争论就没有停止过。到底什么是软解码，什么是硬解码？

高清片源截图

软解码：即通过软件让CPU来对视频进行解码处理；而硬解码：指不借助于CPU，而通过专用的子卡设备来独立完成视频解码任务。曾经的VCD/DVD解压卡、视频压缩卡等都隶属于硬解码这个范畴。而现如今，要完成高清解码已经不再需要额外的子卡，因为硬解码的模块已经被整合到显卡GPU的内部，所以目前的主流显卡（集显）都能够支持硬解码技术。

高清片源截图

因为高清视频的分辨率要远远高于普通格式的视频，所以大部分高清视频的码率都非常之高。同时H.264和VC-1编码的压缩率也很高，故而解码的运算量就更大了。所以常规的CPU软解码此时就会显得有些力不从心了。如果自己亲测一下用较老款的CPU软解码H.264编码格式的视频，CPU的占用率会高达90%以上，可见高清视频对CPU资源的极大消耗。

高清片源截图

既然GPU硬解码高清视频这么强悍，那么硬解码主要的优势体现在哪些方面了？其一、平台CPU的依赖性大大降低；其二、硬解码的功能在集显或独显中基本上就是标配，不要白不要；其三、硬解码释放了CPU，让系统可以在高清视频处理的同时可以同时处理其他任务；其四、功耗方面得到了有效控制且均衡了系统负载。

高清片源截图

硬解码虽然好但也有一些缺点：其一、软件支持方面相对软解码而言较为滞后；其二、面对种类繁多的视频编码和视频格式，硬解码的兼容性是一个较大的问题；其三、硬解码的软件设置方面较为复杂，初级用户使用不大方便；其四、软解码的一些技术，硬解码暂时未实现。

就目前两大显卡厂商而言，NVIDIA的PureVideo、AMD的UVD技术在高清解码方面已经发展了有了些许年头，下面我们就这两项技术分别进行介绍。

吸血大魔王 · 发表于 2011-12-17 20:57:20

NVIDIA视频解码技术PureVideo介绍

Purevideo是Nvidia开发的一项技术，目的是在PC上带给用户高清家庭影院体验。这项技术目前已经发展到了第三代，Purevideo技术在对高清视频解码方面可以说是日趋成熟。

NVIDIA视频解码技术PureVideo

第一代PureVideo：从GeForce6系列显卡开始，当时的PureVideo技术还只是一个“配角”，主要的解码任务还是在CPU，系统占用率依然较高；第二代PureVideo：到了GeForce8时代，PureVideo技术得到了全面的升级，可以完美解码H.264编码格式的高清视频，但对VC-1编码的高清视频仍然无法完美支持，高清视频硬件解码包括Bitstream Processing（数据流处理）、Inverse Transform（逆变换）、Motion Compensation（运动补偿）和Deblocking（去块处理）这四个步骤，而第二代的PureVideo技术只完成了其中3个步骤，而Bitstream Processing依然由CPU来处理；第三代PureVideo：随着nVIDIA显示核心G98的发布，在这一代技术更新上重点解决了对VC-1高清格式的硬解码支持，同时Bitstream Processing也交由GPU来处理，从而将CPU的负载大大降低。

革命性的全新视频处理架构

NVIDIA GeForce 8 系列和更高级别GPU拥有突破性的全新视频处理架构，在蓝光视频解码（H.264，VC-1， MPEG-2）工作中，该款架构能将CPU从繁重的计算任务中彻底释放。拥有如此庞大的处理能力，PureVideo HD技术可以支持更多功能，并添加至蓝光影片中，例如“画中画”功能、互动游戏和菜单功能以及更高位宽比率和更高的视频输出质量。

软解码与N卡硬解码的CPU负载对比

从上图的CPU负载对比图，我们可以很清楚的看到借助NVIDIA的PureVideo解码技术，CPU的使用率大大降低，同时更低的 CPU 使用率可以使能耗、热量和噪音降低，CPU得到了充分的释放故而可以完成更多的任务。

吸血大魔王 · 发表于 2011-12-17 20:57:52

AMD视频解码技术AVIVO介绍

AVIVO技术最早出现在TV Card ATi Theater 550,现已经加入到显卡中。AVIVO技术令画面色彩更鲜艳，更细致，更清晰，更锐利。 AVIVO技术是针对视频播放中的Capture、Encode、Decode、Process及Display五个项目。而UVD(Unified Video Decoder:通用视讯解码器)作为AVIVO的一项技术，其主要任务就是进行高清视频解码，借助UVD引擎的AMD显卡就可以完全硬解码H.264和VC-1格式的高清影片，而不消耗CPU的资源，而且功耗也得到了降低。

NVIDIA PureVideo技术的竞争对手AMD AVIVO技术

AMD第一代UVD引擎：第一个成功实现H.264和VC-1高清格式全程图形核心视频解码的功能；AMD第二代UVD引擎：重点加入了MPEG-2的GPU处理计算、支持更高分辨率视频解码(如2160P)和支持双流解码功能，可同时硬解两部高清视频；AMD第三代UVD引擎：在最新Radeon HD 6000的UVD3引擎中，不仅集成了UVD和UVD2的所有功能，还加入了3D蓝光的全程GPU解码功能，当然还加入了MPEG-2和MPEG-4 Part2格式的图形核心解码能力。

AMD的UVD技术能支持VC-1、H.264编码节目的全硬件解码

UVD2：同样支持双流解码功能，可同时硬解两部高清视频

全新UVD3高清解码引擎

蓝光3D影片解码的CPU占用率

在最新的UVD3.0引擎中，除了加入MPEG-2、MPEG-4 part2以及DivX高清格式的解码能力，最重要的是还加入了蓝光3D的高清解码引擎功能。从上图的蓝光3D影片解码的CPU占用率可以看出：使用HD6000显卡进行蓝光3D影片的解码，CPU占用率仅10.2%左右，而如果使用一颗Athlon II X2 215 2.7GHz的CPU进行解码，那么CPU的占用率则要达到87.3%。也就是说如果用双核心的CPU来进行蓝光3D解码，那么CPU的占有率将非常之高以至于无法进行其他操作。

吸血大魔王 · 发表于 2011-12-17 20:58:21

总结：显卡高清解码技术日趋完善

高清概念不断的深入人心可以说让无数高清发烧友为之而更加痴迷，因为高清给我们带来了全新的视觉体验，借助一款支持高清解码技术的显卡，消费者就可以非常方便的在家轻松体验高清技术的视觉震撼。

看蓝光3D高清视频，显卡高清解码必不可少！

虽说软解码和硬解码的争论依然存在，但硬解码的技术大潮已经势不可挡，借助GPU硬解码技术将CPU负载大幅度降低的同时又让整体系统平台可以进行更多任务的执行，系统的资源得到了有效而充分的利用与发挥。我们相信随着高清解码软件技术的革新，硬解码在软件设置方面会越来越人性化和智能化，而借助GPU硬解码来进行高清播放将是一种非常简单有效的解决方案。