被忽视的显卡性能:视频硬件解码

显卡经过几十年的发展,已经从最早电脑上的那个 2D 显示卡/3D 加速卡,逐渐变为了能承载如今游戏电影级渲染画面计算的重要硬件之一,并且随着通用计算与计算机科学技术的发展,显卡也在机器学习/集群计算等领域发展的越来越快、越来越深 。而在显卡发展的过程中,有一个重要的功能被集成进来,那就是视频硬件解码 。

被忽视的显卡性能:视频硬件解码

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据我能查到的资料,1994 年 ATI 基于 mach64 芯片的显示卡是最早支持视频加速的显卡,其通过集成了一些简单的视频解码器,大大减少了当时播放视频时 CPU 的负担 。之后显示卡的视频加速能力越来越强大,支持越来越多的格式、分辨率、码率等,并逐渐发展至现在 。
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而如今,随着视频分辨率、码率的提升,以及越来越高效的视频编码技术,主流性能的 X86 处理器面对如今高码率高分辨率的视频时往往力不从心,或者虽然可以通过软解播放但是却需要消耗巨大的功耗 。现在绝大部分采用 HEVC 编码的 4K 60FPS 视频,使用一些低于四核心八线程的处理器解码已经很吃力了,并且随着 10bit、HDR 等技术的广泛应用,软解码已经无法方便的和硬解码一样轻松处理 HDR 内容并正确显示 。视频编解码单元已经成为了红绿蓝三家任何 GPU 都不可或缺的重要组成部分 。
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目前来讲,红绿蓝三家均大致遵循 GPU 代数越新,其对新解码技术支持的越好的规律 。对于同代 GPU,尤其是老黄家,或许是因为先布 80 旗舰卡后发布中低端卡的原因,其同代中性能更低发布更晚的显卡支持的解码格式反倒更多,如 GTX960 支持 HEVC 10bit 解码但是 GTX980 不支持、GT1030 这种亮机卡支持 VP9 10bit 但是 GTX1080 不支持等 。
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当然总体趋势依然是越新的 GPU,其解码能力越强 。最新的 RTX30 系列、RX6000 系列以及 UHD700 系列均已支持 AV1 解码,而这是知名 404 视频网站油管高分辨率视频的主流编码格式之一 。目前 1080P 视频已经普及,4K 视频也在部分主流视频网站的带动下逐渐铺开,随着以后视频技术的发展,4K 乃至 8K 也会迟早成为像现在的 1080P 一样大家司空见惯的视频分辨率(当然 8K 还是太远了,4K 应该还好) 。如果你的显卡不支持对应视频格式的硬件解码,那么在以后可能会非常难受,因为在不支持硬件解码的情况下,一些高分辨率高码率视频只能通过 CPU 进行“硬算”,而解码这样的视频有时候 CPU 负载比玩战地 5 多人都高 。
 
DXVA Checker 网页中详细列出了统计的红绿蓝三家 GPU 解码性能,可以点进去查看非常详细的表格 。其中 H.264 与 HEVC 依然是绝大多数在线视频网站、离线压制的动画番剧/网剧/电影的主流编码格式,普及性最广,也最容易被支持,B 站的非 HDR 4K 依然是 H.264,查看信息可以看到是 AVC 编码 。VP9 和 AV1 说实话我只在某 404 网站见过 。
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(N 卡解码能力统计)
被忽视的显卡性能:视频硬件解码

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(A 卡解码能力统计)
从中可以简单得到如下信息(因为牙膏厂核显和农企 APU 核显与处理器系列/型号绑定,之后不再讨论,以及忽略受众较少的专业卡):
价格上至少支持 1080P HEVC 的显卡,A 卡有 RX460 RX550;N 卡有 GT640 或者 GT710 。
【被忽视的显卡性能:视频硬件解码】支持 4K 分辨率的 HEVC/HEVC 10bit 解码的显卡:A 卡依然有 RX550 RX460(这俩直接 4K 支持起步);N 卡有 GT1030 GTX950 。
而如果想要解码 8K 视频,那么 A 卡起步需要 RX5500(而这张显卡首先定位不是亮机,其次因为矿潮价格已经起飞),N 卡依然仅需要一张 GT1030(性能更强的 GTX950 并不支持)
另外顺带一提,Maxwell 之前的 N 卡,有很多是不支持 HDMI2.0 且没有 DP 接口的,比如 750ti 这张卡,就无法直接实现 4K60Hz 的显示 。
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本次图文还顺便出镜了四张 N 卡参与测试,以体现不同阶层的显卡解码能力差异:
①GT730,GK208核心,384流处理器,2GB GDDR3显存 位宽64bit 。(GT710的解码能力理论上跟这货一样)


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