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实战揭秘 4K超高清应用指南

2015-04-28《微型计算机》评测室《微型计算机》2015年4月下

4K超高清视频时代已经拉开序幕,此时情况和多年前的1080p普及前夜何其类似—什么样的播放器才能高效率地调用新硬件的加速模块?那些硬件具备针对4K超高清视频的硬件解码能力?什么平台才是4K超高清编码的佳选择?本文将教会你如何抢先一步掌控4K超高清,在未来的极致视觉应用中知己知彼,百战不殆。

实战揭秘 4K超高清应用指南
实战揭秘 4K超高清应用指南

毫无疑问,去年的巴西世界杯再一次让全世界球迷为之疯狂。幸运的观众,有机会在现场亲身感受足球的无边魅力,而绝大多数观众都只能通过屏幕转播来感受足球的热情。如何让更多的观众如亲临现场一般地感受到世界杯魅力?巴西世界杯组委会赶上了好时候,4K超高清视频转播技术的成熟,让2014年巴西世界杯成为首届启用4K超高清转播、重播的“画质党”世界杯。相比以往,4K超高清画质的纤毫毕现,让球迷们得到了极大的视觉满足,也由此,让更多人体会到了4K画质的魅力。消费者的关注,让4K商业化提速,4K也逐渐成为家电、PC厂商宣传时的热门技术、重点词汇。
但时至今日,用PC回放4K超高清视频依旧不是一件轻松的事儿。恰好近期备受玩家推崇的完美解码等播放软件迎来了新一波更新,配合上NVIDIA基于Maxwell架构的新品发布,当前的软、硬件环境再次发生改变。如何选择硬件、软件组合,才能让回放更流畅、更低耗,转码如何才能更节省时间……这些都是直接影响用户4K超高清应用体验的关键,也是我们将要重点测试和考察的要点。在正式测试之前,我们觉得依旧有必要从原理的角度解析编、解码,让新玩家了解编、解码性能对实际应用的影响,知其然又能知其所以然。而熟悉高清的老玩家,也能了解到有关4K超高清和1080p的一些差异,帮助大家更好地理解新技术和全新的硬件搭配理念。

影响播放流畅度的2个主因之:视频质量

不仅针对4K,对所有视频文件来说,影响播放流畅度的原因归根结底都是由视频质量和解码能力两方面综合决定的。通常来说,视频文件的分辨率越高,视频的质量也越高,所以才会有4K视频比1080p视频画质更好,播放要求也更高的普遍认知。这样的评判标准算不上错,但并不完善。实际上从播放(解码)的角度来衡量,视频质量的高低又通常以“码率”来衡量。就视频本身的流畅度而言,制作时设定的源帧率才是关键的因素。也即是说,分辨率、码率和帧率这“3率”综合起来决定了一段视频的质量,不了解任意一个要素都有可能让你的影片观赏体验达不到预期。

视频质量3大要素:

1、分辨率

这是行业定义视频、图像等媒体文件时提及多的词汇,也成为当前大家认识一个媒体质量高低的首要衡量标准。例如说到高清,大家第一时间就会想到1080p,这实际上就是1920×1080分辨率的代称。4K依旧是由分辨率代指了一类视频,但和1080p不同,4K超高清的分辨率并不像1080p那样统一,而是有3840×2160(4个1080p)、4096×2160、4096×3112……等多种规格。对主流设备厂商而言,他们更倾向于制造3840×2160(Quad Full HD)设备。因为这个分辨率的显示比例为16:9,与消费者当前习惯的观看比例吻合,也更满足生产利益大化的需求。所以可以预见之后玩家常见的4K就是指3840×2160分辨率,例如当前的4K显示器、4K电视等等大多基于这个分辨率(若未特别说明,本文中的4K也代指3840×2160分辨率)。

分辨率决定了图片精度和轮廓大小
分辨率决定了图片精度和轮廓大小

分辨率如何影响视频质量,其实原理很简单,同样一个画面,让你用100个像素点来表示,无疑会是一个分不清轮廓的马赛克,但增加到10000个像素点时则会清晰不少。1080p分辨率下,图像拥有1920×1080约207万个像素点,称为高清;而4K分辨率则大幅增长到近830万个像素点,效果无疑更出色。与此同时,更多的像素点也意味着硬件平台需要处理的瞬时数据流量也更大,对硬件的要求也就越高。

2、码率

若分辨率相同时,视频的质量就一定一样吗?显然不是,实际上常被资深玩家挂在嘴边的“码率”才是决定视频质量的关键因素。为什么资深玩家宁愿花大量时间成本和设备成本去挂机下载,也不愿意看所谓的在线1080p高清视频?大的原因就是在线观看的1080p视频为了满足流畅度需求,都是些低码率的片源。同样的分辨率,码率低通常就意味着视频文件每一帧的抽样率低。好处是可以明显缩减视频文件体积,利于实时传播;坏处则是会进一步损失画面细节,降低每一幅画面的精细度,也就是质量差。没有对比很难形容这种差距,有兴趣的玩家可以下载同一部影片,同分辨率下的高、低两种码率文件,然后好在大尺寸电视上对比观看这两部影片,你就能有非常直观的优、劣感受。更重要的是,对硬件设备来说,解码视频文件时的工作负载主要由码率来决定,而非分辨率。在我们以往的测试中,一个码率高达60Mbps的720p高质量视频对硬件的要求比一个码率仅40Mbps的1080p视频更高。毫无疑问,在4K和1080p的对比中,情况也会类似。

这里需要注意,码率大小的直观对比只能在同样的编码格式之间,不同的编码格式不具备直观对比意义。例如在1080p时代,我们使用得多的绝对是H.264编码格式加MKV封装格式的组合。而现在到来的4K超高清时代,重心将逐步从H.264转移到全新的H.265编码格式上。相对于H.264编码格式,H.265主要的变化是压缩率更高。相同质量的视频文件,H.265编码能让文件体积更小,码率更低。这有利于减小视频的传输带宽,也就有利于视频的传播。H.264想要传播标清数字图像都至少需要1Mbps带宽,而H.265在同带宽下,已经能够传播720p分辨率的普通高清视频,所以直接对比码率没有太大意义。但与H.264早已被广大设备支持不同,当前支持H.265的软、硬件还不算丰富。我们本次测试想要重点探索的,也正是当的软、硬件系统,对H.264、H.265编码格式的支持力度究竟如何。倘若能得H.265,自然能得未来。若能两者兼顾,毫无疑问就是当下值得推荐的完美平台。

3、源帧率

这是看视频时,大家关注得相对较少的一个技术指标。只有在视频卡顿或者无法播放时,我们才会在检查过程中发现这个常被忽略的重要参数。源帧率是指视频在制作时,设定的每秒播放的画面数量。通常电影会设定在每秒播放24张~30张画面,也就是24~30fps。对玩家来说这很熟悉,这基本就是人眼区分静态和动态的阈值,低于这个帧数,游戏画面就会成为幻灯片,对视频来说也一样。实际上,保持视频持续24fps以上的输出正是我们寻求的流畅解码。但这里需要注意的是,有一些特别的视频文件,在制作时,将源帧率设定在了50fps,甚至120fps的高度上,持续24fps显然不能让它们流畅。高帧率非常适合用来展示一些快速运动的镜头,让画面流畅度和连贯性更出色。但对解码硬件来说这显得相当不友好,普通4K视频每秒种处理、输出的画面数量也就24到30张,但高源帧率的4K视频则需要系统每秒处理50甚至上100张。也即是说它们对播放系统在单位时间内的解码能力要求进一步提高,以至于不少未采用专用协处理器方案的播放机根本无法播放这类视频。

影响播放流畅度的2个主因之:解码能力

视频质量的高低决定了它对播放系统性能的要求,理论上分辨率越高、码率越高、源帧率越高的视频,对播放设备的解码要求就越高。很显然,我们想要获得流畅的观影体验,就必须在搭建播放系统时,充分考虑到各种片源对解码能力的要求。只有满足在苛刻条件下都能流畅的目标,才能算是一个合格的播放系统。问题是如何才能流畅?很简单,解码能力达到或者超过影片需要的性能就能流畅。和1080p时代一样,解码依旧分软解、硬解两种。前者依靠处理器通用计算能力处理视频流数据;后者则依靠专用硬件单元,能大幅度加速特定编码格式的视频流数据处理效率。对PC来说,硬件解码单元多半集成在显示核心内部,主要由英特尔、AMD、NVIDIA三大上游厂商提供。英特尔核芯显卡和处理器集成在一起,所以你也可以理解为英特尔的硬件解码单元就集成在处理器中。

三大硬件加速引擎

Intel 高效的Quick Sync Video引擎

Quick Sync Video早出现在第二代酷睿处理器上,它诞生的目的就是为了解决CPU处理视频流时,效率低下的问题。随后,这个协处理器硬件模块凭借出彩的表现,快速获得玩家认可。因为不仅仅针对解码,在压片、制片的编码应用中,它也表现出了相当出色的高效率。这得益于Quick Sync Video引擎的工作机制更先进,加速范围更广泛。在以往的视频重编码处理过程中,一共分为五步,分别是视频输入、解码、预处理、编码和输出。而在解码、预处理和编码这三部主要步骤中,之前的协处理器或独立显卡仅支持加速解码过程,预处理和编码这两步都是通过软件进行的,依旧考验CPU能力。Quick Sync Video引擎,则全部采用硬件电路对视频的解码、预处理和编码三步进行加速。也因为此,让它一时间成为市面上高效的硬件编、解码协处理器,其性能表现远超同时代其他方案。但在1080p时代后期,这样的优势难以体现,因为AMD和NVIDIA的类似技术也能满足流畅地硬件解码1080p高清视频的需求。只有经常压片的少数用户能在1080p时代就深刻感受到Quick Sync Video引擎的魅力。由它压制的影片质量可以和CPU软处理媲美,同时它的处理速度还能达到软处理的5倍甚至更多。其表现不仅超越同时代CPU,甚至达到同时代其他硬件加速方案的2倍。直到4K视频初来乍到的时候,我们发现只有基于Quick Sync Video引擎的播放系统才能满足流畅播放的硬解码需求。这时,它才真正在高清玩家群中火了起来。更可贵的是,随着CPU的发展,Quick Sync Video更加成熟,已经不再是高端酷睿系列处理器的专属,在新一代的奔腾等实惠产品线上,英特尔已经通过驱动更新开启了这个功能,入门门槛相当低。

有关视频质量的重要信息,能在在不少视频播放软件的信息监测工具中找到。
有关视频质量的重要信息,能在在不少视频播放软件的信息监测工具中找到。

AMD UVD3能否老当益壮?

UVD3技术是AMD早在HD 7970发布时,就宣布了的视频加速技术,其本质也是一组专门负责编、解码操作的硬件协处理模块。此后在发布R9 290X时,AMD并没有提到更新的技术。所以UVD依旧是当前的AMD显卡,包括APU集成的核显在内的主要视频加速技术。该协处理单元在操作方式上类似Quick Sync Video,都是通过硬件单元来高速完成预处理以及编码过程。与Quick Sync Video不同的是,UVD对视频编码的操作分为两种模式,在Full Mode下,UVD会以自身的硬件单元来完成加速。而Hybird Mode下,UVD单元会调用显示核心丰富的ALU资源来更高速的完成预处理等过程,进一步提高效率。

NVIDIA 逝去的CUDA、PureVideo5和兴起的NVENC

过去几年在通用处理方面的优秀表现让NVIDIA收获了不少意外,包括在视频处理上,不少使用CUDA加速的软件也来横插一脚。尤其是转码领域,曾获得不少好评。时过境迁,CUDA并没在这方面走太远,倒是NVIDIA的专用视频处理技术PureVideo在升级到PureVideo5后,功能已经比较强大,硬件加速MPEG、H.264等等都不在话下。只是设计之初并没想到4K超高清视频的解码需求,应付1080p视频绰绰有余,但在面对分辨率提高到4K的超高清时,解码能力依旧不足,难以维持硬解的流畅。直到去年底发布基于Maxwell新架构的显卡时,NVIDIA才发布了全新的NVENC引擎。NVIDIA官方并没在这个技术上花费太多笔墨,仅仅写道它具备硬件加速H.265编码的能力,以及2.5倍于Kepler架构的H.264解码能力。但这足以让超高清玩家兴奋,只是我们第一时间测试GTX 980显卡时,由于软件的支持力度并不高等问题,它的表现并不出彩。现在包括完美解码在内的重量级播放软件纷纷迎来更新,是否能释放NVENC的实力,我们拭目以待。

容易被忽略的播放器

在正式开始测试之前,还必须得说说播放器的事儿,这是不少新手玩家容易忽略的细节。在前文中,我们提到了三大加速引擎。实际使用时如何调动这些引擎?在视频播放的过程中,自然就是播放器的内置解码器了,是否能开启相应硬件的加速技术,使用效率是否足够高都会影响终视频播放的流畅与否。我们常见的播放器,如暴风影音等,通常对硬件解码的支持力度都不够好,很多时候只能依靠处理器软解码。处理器性能够高还能勉强胜任,若处理器并非酷睿i7等高端型号,就很容易卡顿。哪怕用户的硬件平台原本支持硬件加速,也不能带来良好的观影体验。这里我们打算用完美解码、DivX Player、射手影音和PowerDVD14来检验我们的平台。我们将选择理由陈列如下,综合这4款播放器,应该基本上包含了当前所有种类的播放设置和硬件调用能力,如果在这几个播放器中都不能成功开启硬件加速,那么这个系统基本上就不具备回放4K超高清的实用性。

完美解码:它是当前玩家比较公认的,综合实力比较出色的播放器,在H.264时代,对各种视频格式和解码硬件的支持力度都相对出色。这要归功于其内置的Potplayer播放器,支持多种软、硬件解码,辅助上MPC的硬件解码,它能发挥出不少平台的强硬件加速能力。

PC上的视频硬件加速器主要由Intel、AMD和NVIDIA提供,且都集成在显示核心中。
PC上的视频硬件加速器主要由Intel、AMD和NVIDIA提供,且都集成在显示核心中。

射手影音:这是字幕组发展起来的播放软件,其特色自然也就是字母的自动匹配,方便性尤佳,是不少用户的必备。更难得的是,它还具备对常见硬件解码引擎的支持能力,这赋予它更好的高清观赏性能。只是在新设备和新格式的检验下,它是否依旧好用有待实测。

DivX Player:DivX Player是DivX的力作,其特点是编、解码一体,和DivX Converter组合成实用套装,满足即看片又压片的专业用户的双重需求。尤其是新版本加入了对H.265编码的支持,值得喜欢4K超高清的用户关注和尝试。

PowerDVD14:PowerDVD系列播放器是款老字号的专业播放器,作为一款收费软件,它的制作水平和功能、性能特性一直都是标杆级别。更重要的是,相比那些需要自己动手调节解码策略的播放系统,PowerDVD14的智能匹配确实具有更高的易用性。而这,正好能弥补不少新手玩家所缺乏的经验,能简单、且大程度地发挥出系统应有的解码性能。当然,PowerDVD14也有它的局限性,随后的测试中我们会一一谈到。其实对资深玩家来说,多个播放器也基本是标配,而我们这么做,无疑是希望尽可能地发挥出测试平台的解码性能。

解码到底哪家强?

那么我的测试究竟如何进行?也很简单,我们将在挑选出具备上诉三大加速引擎的产品,然后利用我们选出的播放器,在不同设置下交叉测试,纪录好成绩。至于测试视频,重点自然是两段基于H.265编码的4K超高清视频片段。但考虑到当前不少4K超高清片源依旧采用了大家熟悉的H.264编码,所以还加入了码率、源帧率各不相同的几段H.264编码的视频片段。其中不乏码率高达280Mbps或源帧率高达120fps的高要求片段,以求更全面、真实地还原出用户的实际播放环境。也意在拉高测试强度,让平台满足“任何情况”都能流畅的需求。

测试平台主要信息一览

处理器           酷睿i7 4790K、酷睿i3 4130
主板              ROG玩家国度Maximus VII Formula
内存              宇瞻DDR3 2133 4GB×2
显卡              GTX TITAN X、GTX TITAN BE、
                    GTX 980、GTX 960、GTX 750Ti
                    R9 290、R9 280
硬盘              海盗船Neutron GTX 240GB SSD
                    +希捷桌面4TB HDD
电源              Tt ToughPower XT 1275W

Intel方案

硬件:酷睿i7 4790K(内置Graphics HD 4600)
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★★★☆☆
推荐软件:完美解码、DivX Player
Graphics HD 4600是英特尔当前主流的核芯显卡,搭载于酷睿i7、i5等众多Haswell、Haswell Refresh架构的处理器中。是英特尔当前比较先进的核芯显卡之一,完美支持新一代Quick Sync Video,支持H.264、MPEG、VC-1等多种编码格式的硬件加速。我们挑选的几段H.264编码的4K超高清视频,无论码率高低它都能流畅地播放。但非常意外的是,多种播放软件对HD 4600的支持力度并不如我们想象中那样出色,除了搭配完美解码外,它在多数播放器中的表现都不佳,4K视频的播放都会卡顿。另外,我们在播放H.265编码的4K超高清视频时,无论换用那个播放器,都不能开启硬件加速,看来新的Quick Sync Video依旧没有加入对H.265编码技术的支持。只不过因为H.265编码格式4K的软解码要求同比H.264格式低了不少,i7 4790K凭借4核心8线程的规格优势,可以实现流畅的软解播放,全程处理器占用率一直在45%左右。值得注意的是,在H.264硬件解码中表现良好的完美解码,在关闭硬件解码使用软件解码的过程中,出现了处理器占用率低,但画面也不流畅的情况(无法调用更多核心,软件不流畅)。

硬件:酷睿i7 4130(内置Graphics HD 4400)
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★☆☆☆☆
推荐软件: 完美解码、射手影音
Graphics HD 4400的定位比Graphics HD 4600更低,主要搭载在酷睿i3等价格相对实惠的处理器中。应该说它的普及率比Graphics HD 4600更高,它的表现会影响到更多用户。相比HD 4600,HD 4400削减了EU单元规格,降低了频率。但从英特尔官方给出的资料看,它对Quick Sync Video引擎是完全支持的。实际体验结果和i7 4790K并没有本质上的不同,在面对H.264编码的视频时,其表现相当出色,全程流畅。当然,因为处理器规格的降低,所以播放时的处理器占用率比i7平台更高一些。更明显的差别是面对H.265编码的视频时,处理器性能的差距导致了i7平台依旧能流畅,而i3则无能为力的差距。i3 4130的占用率很多时候都会超过90%,偶尔的卡顿已经难免,明显影响观影体验。

软件解码我们用H.265编码格式重置的《Ducks Take Off》,i7 4790K完全能胜任了,平均占用率不到50%,估计众多i5产品都能满足需求。
软件解码我们用H.265编码格式重置的《Ducks Take Off》,i7 4790K完全能胜任了,平均占用率不到50%,估计众多i5产品都能满足需求。

以《HD Club》这段视频的播放成绩为基础,上下对比你会发现源帧率提高对硬件的要求几乎跟提高码率一样苛刻。
以《HD Club》这段视频的播放成绩为基础,上下对比你会发现源帧率提高对硬件的要求几乎跟提高码率一样苛刻。

NVIDIA方案

硬件:i7 4790K+NVIDIA GTX TITAN X
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player、PowerDVD14
作为NVIDIA当前的旗舰显卡,它基于全新的Maxwell架构,完美支持包括NVENC引擎在内的新特性。借助NVENC引擎对H.265编码格式的硬件加速能力,它在播放H.265编码的两段测试视频时,一直能将处理器的占用率控制在10%以内,是当前出色的H.265解码平台。另外,2.5倍于Kepler架构的H.264格式加速能力,让GTX TITAN X在面对码率高达280Mbps的H.264编码4K超高清视频时,依旧表现良好。播放过程流畅,全程处理器占用率未超过15%,平均仅7.2%,达到硬解H.264的高水平。H.264/265新旧标准都能良好支持,这样的表现足以让GTX TITAN X跻身佳4K超高清硬解平台的行列。当然,单单用它来看4K视频多少有些大才小用,浪费它强悍的游戏性能。适合高端游戏玩家在畅玩游戏之余,轻松享受超高清视频。

硬件:i7 4790K+NVIDIA GTX 980
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player、PowerDVD14
在GTX 980发布之初,我们并没有尝试硬解H.265格式的视频,而是尝试了当下比较流行的H.264编码4K超高清。可能是当时的软件尚未更新,导致第一次尝试的结果并不理想,硬解4K超高清并不流畅。而现在,使用近更新的新2015.3版的完美解码,我们发现GTX 980硬解所有4K超高清都已经不是问题,全程非常流畅和GTX TITAN X并无二致。至于H.265,在GTX TIATAN X上已经证实DivX palyer能开启NVENC的硬件加速能力,GTX 980也不例外,硬解播放H.265编码4K超高清非常流畅,全程处理器占用率都在15%以内,比软解码效率提高了3倍以上。

硬件:i7 4790K+NVIDIA GTX 960
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player、PowerDVD14
在NVIDIA的发布介绍中,不同于GTX 980的GM204核心,GTX 960使用的GM206核心在计算规格上削减了一半,但是特性上并无明显变化。因此我们推断GTX 960依旧具备NVENC引擎,而且计算规格的降低也明显降低了功耗、发热,对观影超高清来说,这样的变化对平台反而有利。实测发现,GTX 960在解码中的表现和GTX 980以及GTX TITAN X如出一辙,并没有因计算规格的缩水而有所削弱。解码H.264编码的4K超高清时,它能让处理器的占用率控制在10%以内。硬件解码H.265编码的4K超高清,它能将处理器的占用率控制在20%以内。

硬件:i7 4790K+NVIDIA GTX TITAN BE
H.264解码能力 ★★☆☆☆
H.265解码能力 ☆☆☆☆☆
推荐软件:DivX Player、PowerDVD14
NVIDIA上一代基于Kepler架构的旗舰GTX TITAN BE不具备NVENC引擎,显然不支持H.265编码格式的视频的硬解。在以往的测试中,Kepler架构硬解H.264格式的1080p高清是没有压力的,但在将分辨率从1080p提高到4K以后,我们发现问题相当严重。5段测试视频只有《Sintel》这1段能流畅播放,此时处理器占用率约15%,和处理器软解这段视频平均18.5%左右的性能开销相差不多。其余的,包括码率低到不足20Mbps的《少女时代》在内,GTX TITAN BE都不能提供流畅的观影体验。H.265编码视频的播放体验相对好一些,虽说GTX TIANTAN BE不支持硬件解码,但与之搭配的处理器性能足够强劲,也能通过软解弥补。很显然,综合上成本、功耗支出等因素,它绝对不是一个值得推荐的4K超高清播放平台。

硬件:i7 4790K+NVIDIA GTX 750Ti
H.264解码能力 ★★★★★
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player
了解显卡的玩家应该知道,GTX 750系列才是NVIDIA发布的第一款基于Maxwell架构的显卡,其面世时间比GTX 980还要早。因为定位需要才将它的命名划分到GTX 700系列中,按架构来划分它应该隶属GTX 900系列。在它发布的时候,NVIDIA并没在它的白皮书上针对视频加速技术作出介绍,以至于我们在很长一段时间内都忽略了GTX 750系列的存在。偶而的无心尝试也可能因为软件没有更新或者支持力度不佳的原因,导致其表现不佳,并没给我们留下什么深刻印象。直到本次评测,我们用它搭配多种播放器,并在多种播放设置下进行尝试,发现它已经能硬解H.264/265编码格式的4K超高清,效果上和GTX 980等Maxwell架构的显卡基本一致。综合价格、功耗等各方面来说,它绝对是当前我们为推荐的高性价比4K超高清硬件解码产品。

用R9 290平台转码时,处理器的占用率一直居高不下,8个线程都在负载中。与之对比(右)使用i7 4790K的核芯显卡硬件加速后,处理器负载明显降低,速度还明显更快。

用R9 290平台转码时,处理器的占用率一直居高不下,8个线程都在负载中。与之对比(右)使用i7 4790K的核芯显卡硬件加速后,处理器负载明显降低,速度还明显更快。
用R9 290平台转码时,处理器的占用率一直居高不下,8个线程都在负载中。与之对比(右)使用i7 4790K的核芯显卡硬件加速后,处理器负载明显降低,速度还明显更快。

AMD方案

硬件:i7 4790K+AMD R9 290
H.264解码能力 ★★☆☆☆
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player
在新架构发布之前,R9 290依旧是AMD的顶级产品代表,具备AMD显卡先进的技术,包括UVD和VCE等针对视频编码、解码的各种加速器。在1080p时代,UVD3给我们留下的印象还是不错的,加速效果相当明显。在测试4K超高清视频时,我们依旧打开UVD加速引擎,发现测试中该引擎依旧发挥了原本的加速效果,只是因为分辨率、帧率等视频质量指标的提高,它的加速效果有一定折扣,虽说整体来看依旧能保持流畅,且音、画同步,但这得归功于i7 4790K本就拥有足够优秀的性能。例如播放码率较高的《Ducks Take Off》时,处理器占用率一度高达93%,此时若使用的不是i7 4790K这样的高性能处理器,而是i3这类产品,很显然就无法满足流畅的需求了。比较意外的是硬解码H.265视频,新版本的完美解码能在ATI专属DivX模式中,提供相当出色的加速效果,处理器占用率一直在20%以内,画面流畅。这跟具备硬件加速的NVENC引擎表现相当,明显超过英特尔方案。与之对比,在软件更新前,要想流畅播放H.265编码的4K超高清,这个平台的处理器占用率一直在50%左右。

硬件:i7 4790K+AMD R9 280
H.264解码能力 ★★☆☆☆
H.265解码能力 ★★★★☆
推荐软件:完美解码、DivX Player
R9 280其实是沿用的TahIti架构,跟上一代旗舰HD 7900系列基本一致,只有频率上的区别。在特性上,例如UVD3引擎等方面应该完全一致。原本我以为架构更老旧会导致R9 280中的加速引擎比R9 290效率低,效果上会打些折扣。但在测试中,它表现出来的效果基本跟R9 290一致,H.264编码的视频时,它依旧表现出了一定的加速能力。但在高码率或高源帧率的视频处理中,它对处理器的减负效果并不明显,处理器占用率会非常高,换用i5、i3这种性能档次的产品就很可能导致不流畅,还不如直接使用酷睿i5、i3的核芯显卡。至于H.265,它依旧表现出了让人难以理解的优秀加速能力,全程处理器占用率都在20%以下,并不比NVIDIA的NVENC引擎差。

编码我又该用谁?

至于编码,估计实际会用到的用户可能并不多。但厂商在设计产品时,往往会在编码功能上下足功夫,因为关心这个功能的通常都是行业内的专业、准专业用户,多数是核心用户或者意见领袖。相比以往只通过处理器处理来说,拥有硬件加速单元的显卡加速方案能让用户更快地获得目标视频。在以往的测试中,对VC-1、H.264等格式的编码对比已经有过非常多的解析,我们在此就不再赘述。这里我们只重点关注属于未来主流的H.265,看看几大硬件加速引擎在面对H.265编码时的实际表现。

这个环节我们统一使用对H.265编码格式支持力度比较好的DivX Converter进行转码,都开启内置的硬件加速功能。转码同一段H.264编码的源视频,获得参数一样的H.265视频。在相同的转码设置下,我们发现各个硬件加速引擎的表现并非同解码能力排名一致。比如在解码时,对H.265支持并不好的Quick Sync Video引擎,在编码时表现出来的加速效果却非常不错,整体速度略微落后于拥有H.265硬件加速模块的NVENC,用108.9s完成工作。与之相比,GTX TITAN X依靠NVENC的帮助,仅耗时96s就完成了转码任务,是本次测试中,转码效率高的。当然,同样拥有NVENC的GTX 980、GTX 960等一系列产品表现都基本和它相当,看来编码时,也基本完全依靠专用协处理器和CPU,没有调用到CUDA计算单元,此时计算规模上的优势并不能转换为生产力。这个环节表现糟糕的,是AMD 的R9系列,长达5311s的任务时长,让测试变得非常枯燥。我们转码的文件大小仅493MB,可以想像,实际转码动辄超过30GB的视频文件时,用户体验会有多糟糕。

仔细分析,Quick Sync Video引擎之所以能在这个环节逆转,应该跟其运作机制有关。因为我们的测试源片段是H.264编码,转码之前需要先将源视频解码,这个环节英特尔的Quick Sync Video引擎显然是行家。再加上编码过程中的预处理等环节依旧受到硬件加速的增益,所以它的整体表现能跟拥有H.265硬件加速的NVENC处于同一水平。当然,我们也怀疑这跟当前的NVENC对H.265的硬件加速支持并不完善有关。不论怎么说,当前英特尔和NVIDIA显然是这个环节的赢家。绝对性能上,Maxwell架构显卡是佳选择。综合购买成本和功耗付出来看,英特尔核芯显卡平台不失为实用之选。

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码率                  280Mb/s              36.7Mb/s
源帧率              30                       30
编码格式           H.264(AVC)          H.265(HEVC)
封装格式          MKV                     MKV

各平台编码测试成绩对比一览表

硬件                                 耗时
i7 4790K                          108.9s
i3 4130                            110.2s
GTX TITAN X                    98s
GTX 980                          101.3s
GTX 960                          99.8s
GTX 750Ti                       100.5s
GTX TITAN BE                 4897s
R9 290X                          5311s
R9 280                            5253s

MC点评:

坦白说,单看本次测试的终成绩,你会觉得单调。就是NVENC的完胜和英特尔Quick Sync Video的老当益壮。希望简单实用的,选择酷睿i7、i5、i3系列处理器,搭配能开启Quick Sync Video技术的播放器就是佳选择。追求完美的,可以选择中低端处理器搭载GTX 750系列显卡,花钱不多,解码全能。除了视频,还对游戏有要求,那么拥有NVENC,还具备超强性能的GTX TITAN X绝对是你的不二选。除开硬件,实际让人印象深刻的其实是整个测试过程中发现的一些非常有趣的现象。例如软件更新后,能带来明显不同的硬件使用效率。以及不同播放软件的解码策略设置也会明显影响后的播放效果。例如potplayer能很好地支持硬件加速,但却在CPU软解的过程中出现多核心支持力度不佳的问题,CPU占用率看上去很低,但播放却并不流畅等等。这些都给新手玩家们提了一个醒,解码不流畅别急着折腾硬件,很有可能是你的软件版本太老或者播放器解码设置的问题。

另外,H.265编码格式的高效也给我留下了深刻印象。诚然,当前针对H.265加速的硬件和能用到这些加速硬件的软件都还不够成熟。在同为硬件解码的环境中,H.265视频的要求看似比H.264更高,导致处理器占用率也更高。但是对比纯使用CPU软件解码的情况你能发现,H.265的解码要求其实远低于H.264。所以,使用酷睿i7这样的高性能处理器的玩家其实完全可以不用考虑额外添置硬件来加速,找个对处理器多线程软解支持出色的播放器,用CPU软解也能解决你的燃眉之急。而且同等质量的4K视频,H.265的码率通常只有H.264码率的1/4,画面上你却看不出明显差异。这使得无论对存储空间还是传输带宽的要求,H.265都远低于H.264格式,原来为H.264格式准备的高清下载机,似乎也没有急切的扩容需求。

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