Sjednocený dekodér videa - Unified Video Decoder

Unified Video Decoder ( UVD ), dříve nazývaný Universal Video Decoder , je název pro dedikované video dekódování AMD ASIC . Existuje několik verzí implementujících velké množství video kodeků , například H.264 a VC-1 .

UVD byl představen s Radeon HD 2000 Series a je integrován do některých AMD GPU a APU . UVD zabírá značné množství povrchu matrice a nesmí být zaměňováno s AMD Video Coding Engine (VCE).

Přehled

UVD je založen na video procesoru ATI Xilleon , který je začleněn do stejné matrice jako GPU a je součástí ATI Avivo HD pro hardwarové dekódování videa spolu s Advanced Video Processor (AVP). UVD, jak uvádí AMD, zvládá dekódování video kodeků H.264/AVC a VC-1 zcela hardwarově.

Technologie UVD je založena na procesoru Cadence Tensilica Xtensa, který byl původně licencován společností ATI Technologies Inc. v roce 2004.

UVD/UVD+

V raných verzích UVD je postprocesing videa předáván do pixel shaderů a jader OpenCL. Dekódování MPEG-2 se neprovádí uvnitř UVD, ale v procesorech shaderu. Dekodér splňuje požadavky na výkon a profil Blu-ray a HD DVD a dekóduje bitové toky H.264 až do přenosové rychlosti 40 Mbit/s. Má kontextově adaptivní podporu binárního aritmetického kódování (CABAC) pro H.264/AVC.

Na rozdíl od bloků akcelerace videa v GPU předchozí generace, které vyžadovaly značné zapojení hostitelského CPU, UVD odlehčuje celý proces video-dekodéru pro VC-1 a H.264 s výjimkou post-processing videa , které je uvolněno do shaderů. Podporováno je také dekódování MPEG-2, ale dekódování bitového toku/entropie se u videa MPEG-2 v hardwaru neprovádí.

Dříve, ani ATI Radeon R520 série ATI Avivo ani NVIDIA GeForce 7 Series' PureVideo asistované čelní bitstream / entropie dekomprese v VC-1 a H.264 - hostitelská CPU provádí tuto práci. UVD zpracovává VLC / CAVLC / CABAC , frekvenční transformaci , predikci pixelů a deblokování inloop , ale postproces předává shaderům . Následné zpracování zahrnuje odstranění šumu , odstranění prokládání a změnu velikosti/změny velikosti. AMD také uvedlo, že součást UVD začleněná do jádra GPU zabírá v uzlu výrobního procesu 65 nm plochu pouze 4,7 mm² .

Variace na UVD, nazývaná UVD+, byla představena u řady Radeon HD 3000 . UVD+ podporuje HDCP pro video streamy s vyšším rozlišením. Ale UVD+ byl také prodáván jako jednoduše UVD.

UVD 2

UVD prošlo obnovou vydáním produktů Radeon HD 4000 . UVD 2 nabízí dekódování plného bitového toku H.264/MPEG-4 AVC, VC-1, stejně jako akceleraci na úrovni iDCT video streamů MPEG2. Vylepšení výkonu umožňují dekódování duálního video streamu a režim Picture-in-Picture . Díky tomu je UVD2 plně kompatibilní s BD-Live .

UVD 2.2 je vybaven přepracovaným rozhraním místní paměti a vylepšuje kompatibilitu s videi MPEG2/H.264/VC-1. Byl však uveden na trh pod stejným názvem jako „UVD 2 Enhanced“ jako „speciální logika jádra, dostupná v GPU řady RV770 a RV730, pro hardwarové dekódování videa MPEG2, H.264 a VC-1 s dual-stream dekódování". Za tento krok lze považovat povahu UVD 2.2, která je přírůstkovou aktualizací UVD 2.

UVD 3

UVD 3 přidává podporu pro další hardwarové dekódování MPEG2 (dekódování entropie), DivX a Xvid prostřednictvím dekódování MPEG-4 část 2 (dekódování entropie, inverzní transformace, kompenzace pohybu) a Blu-ray 3D přes MVC (dekódování entropie, inverzní transformace, kompenzace pohybu) , deblokování ve smyčce). spolu s podporou 120 Hz stereo 3D a je optimalizován tak, aby využíval menší výkon procesoru CPU. UVD 3 také přidává podporu pro stereoskopické displeje Blu-ray 3D.

UVD 4

UVD 4 obsahuje vylepšenou interpolaci snímků s dekodérem H.264. UVD 4.2 byl představen s řadou AMD Radeon Rx 200 a Kaveri APU. "Hardware X.ORG Radeon UVD (Unified Video Decoder)-UVD4.2: KAVERI, KABINI, MULLINS, BONAIRE, HAWAII" . Květen 2016.

UVD 5

UVD 5 byl představen s AMD Radeon R9 285. Novinkou v UVD je plná podpora videa 4K H.264, až do úrovně 5,2 (4Kp60).

UVD 6

Uvádí se, že dekodér UVD 6.0 a  kodér Video Coding Engine 3.1 byly poprvé použity v GPU založených na GCN 3, včetně Radeon R9 Fury series a „Carrizo“ -APU, následované AMD Radeon Rx 300 Series (rodina GPU Pirate Islands) a AMD Radeon Rx 400 Series (rodina GPU Arktických ostrovů). Verze UVD v hardwaru grafického řadiče na bázi „Fiji“ a „Carrizo“ je také oznámena, že bude poskytovat podporu pro hardwarové dekódování videa High Efficiency Video Coding (HEVC, H.265), až 4K, 8bitové barvy (H.265 verze 1, hlavní profil); a existuje podpora pro 10bitový barevný video kodek H.265 i VP9 v řadě AMD Radeon 400 s UVD 6.3.

UVD 7

Dekodér UVD 7.0 a  kodér Video Coding Engine 4.0 jsou součástí grafických procesorů Vega. Hardwarové dekódování VP9 s pevnou funkcí však stále neexistuje.

UVD 7,2

AMD Vega20 GPU, přítomný na kartách Instinct Mi50, Instinct Mi60 a Radeon VII, obsahuje VCE 4.1 a dvě instance UVD 7.2.

VCN 1

Počínaje integrovanou grafikou Raven Ridge APU (Ryzen 2200/2400G) byly dřívější UVD a VCE nahrazeny novým „ Video Core Next “ (VCN). VCN 1.0 přidává úplné hardwarové dekódování kodeku VP9.

Podpora formátu

Sjednocený dekodér videa a podpora dekódování/kódování videa Video Core Next
Implementace H.262 (MPEG-2) MPEG-4 VC-1 / WMV 9 H.264 (MPEG-4 AVC) H.265 (HEVC) VP9 AV1 JPEG Maximální rozlišení Barevná hloubka AMD Fluid Motion
Dekódování Dekódování Dekódování Dekódování Kódování Dekódování Kódování Dekódování Dekódování Dekódování Interpolace rámců
UVD  1,0 RV610, RV630, RV670, RV620, RV635 Ne Ne Ano Ano Ne Ne Ne Ne Ne Ne 2K 8bitové Ne
UVD 2,0 RS780, RS880, RV770
UVD 2.2 RV710, RV730, RV740
UVD 2.3 Cedr, sekvoje, jalovec, cypřiš
UVD 3,0 Palm (Wrestler/Ontario), Sumo (Llano), Sumo2 (Llano) Ano Ano
UVD 3.1 Barty, Turci, Caicos, Kajman, Seymour
UVD 3.2 Aruba (Trinity/Richland), Tahiti VCE
UVD 4,0 Kapverdy, Pitcairn, Oland Ano
UVD 4.2 Kaveri, Kabini, Mullins, Bonaire, Havaj
UVD 5,0 Tonga 4K
UVD 6.0 Carrizo, Fidži Ano Ano
UVD 6.2 Stoney 10bitové
UVD 6.3 Polaris, VegaM Ano
UVD 7.0 Vega10, Vega12
UVD 7,2 Vega20
VCN  1.0 Raven, Picasso Ano Ano
VCN 2.0 Navi10, Navi12, Navi14, Renoir, Cezanne 8K Ne
VCN 2,5 Arcturus
VCN 3.0 Navi21, Navi22 Ano
Implementace Dekódování Dekódování Dekódování Dekódování Kódování Dekódování Kódování Dekódování Dekódování Dekódování Maximální rozlišení Barevná hloubka Interpolace rámců
H.262 (MPEG-2) MPEG-4 VC-1 / WMV 9 H.264 (MPEG-4 AVC) H.265 (HEVC) VP9 AV1 JPEG AMD Fluid Motion

Dostupnost

Většina z řady Radeon HD 2000 grafických karet realizovat UVD pro hardware dekódování 1080p obsahu s vysokým rozlišením. Grafické karty Radeon HD 2900 však neobsahují UVD (i když je schopen poskytnout částečnou funkčnost pomocí svých shaderů), což bylo nesprávně uvedeno na stránkách produktů a balíčcích doplňku produkty partnerů před uvedením Radeonu HD 2900 XT na trh, a to buď s uvedením karty jako ATI Avivo HD nebo výslovně UVD, což je správné pouze předchozí prohlášení ATI Avivo HD. Vyloučení UVD potvrdili i představitelé AMD.

UVD2 je implementován v GPU Radeon řady RV7x0 a R7x0 . To také zahrnuje řadu RS7x0 používanou pro základní desky IGP čipové sady AMD 700 .

Přehled funkcí

APU

V následující tabulce jsou k dispozici od AMD s APU (viz také: Seznam AMD urychlené jednotek ).

Krycí jméno Server Základní Toronto
Mikro Kjóto
plocha počítače Výkon Renoir Cezanne
Hlavní proud Llano Trojice Richland Kaveri Kaveri Refresh (Godavari) Carrizo Bristolský hřbet Raven Ridge Picassa
Vstup
Základní Kabini
mobilní, pohybliví Výkon Renoir Cezanne
Hlavní proud Llano Trojice Richland Kaveri Carrizo Bristolský hřbet Raven Ridge Picassa
Vstup Dalí
Základní Desna, Ontario, Zacate Kabini, Temash Beema, Mullins Carrizo-L Stoney Ridge
Vestavěný Trojice Orel bělohlavý Merlin Falcon ,
Brown Falcon
Velká rohatá sova Šedý jestřáb Ontario, Zacate Kabini Stepní orel , korunovaný orel ,
rodina LX
Prairie Falcon Pruhovaný poštolka
Plošina Vysoký, standardní a nízký výkon Nízký a extrémně nízký výkon
Vydáno Srpna 2011 Říjen 2012 Června 2013 Ledna 2014 2015 Června 2015 Června 2016 Října 2017 Ledna 2019 Března 2020 Ledna 2021 Ledna 2011 Květen 2013 Dubna 2014 Květen 2015 Února 2016 Dubna 2019
Mikroarchitektura CPU K10 Piledriver Parní válec Rypadlo " Rypadlo+ " Zen Zen+ Zen 2 Zen 3 rys Jaguár Puma Puma+ " Rypadlo+ " Zen
JE x86-64 x86-64
Zásuvka plocha počítače High-end N/A N/A
Hlavní proud N/A AM4
Vstup FM1 FM2 FM2+ N/A
Základní N/A N/A AM1 N/A
jiný FS1 FS1+ , FP2 FP3 FP4 FP5 FP6 FT1 FT3 FT3b FP4 FP5
Verze PCI Express 2.0 3,0 2.0 3,0
Fab. ( nm ) GF 32SHP
( HKMG SOI )
GF 28SHP
(HKMG hromadně)
GF 14LPP
( FinFET bulk)
GF 12LP
( FinFET hromadně)
TSMC N7
(FinFET hromadně)
TSMC N40
(volně ložený)
TSMC N28
(HKMG hromadně)
GF 28SHP
(HKMG volně ložené)
GF 14LPP
( FinFET bulk)
Plocha zápustky (mm 2 ) 228 246 245 245 250 210 156 180 75 (+ 28 FCH ) 107 ? 125 149
Min. TDP (W) 35 17 12 10 4.5 4 3,95 10 6
Max. APU TDP (W) 100 95 65 18 25
Maximální zásoba základního taktu APU (GHz) 3 3.8 4.1 4.1 3.7 3.8 3.6 3.7 3.8 4,0 1,75 2.2 2 2.2 3.2 3.3
Max APU na uzel 1 1
Max. Počet jader CPU na APU 4 8 2 4 2
Maximální počet vláken na jádro CPU 1 2 1 2
Celočíselná struktura 3+3 2+2 4+2 4+2+1 4+2+1 1+1+1+1 2+2 4+2
i386, i486, i586, CMOV, NOPL, i686, PAE , NX bit , CMPXCHG16B, AMD-V , RVI , ABM a 64bitové LAHF/SAHF Ano Ano
IOMMU N/A Ano
BMI1 , AES-NI , CLMUL a F16C N/A Ano
MOVBE N/A Ano
AVIC , BMI2 a RDRAND N/A Ano
ADX , SHA , RDSEED , SMAP , SMEP , XSAVEC, XSAVES, XRSTORS, CLFLUSHOPT a CLZERO N/A Ano N/A Ano
WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU a MCOMMIT N/A Ano N/A
FPU na jádro 1 0,5 1 1 0,5 1
Trubky na FPU 2 2
Šířka potrubí FPU 128bitové 256 bitů 80bitové 128bitové
CPU instrukční sada SIMD úroveň SSE4a AVX AVX2 SSSE3 AVX AVX2
3DNow! 3DNow!+ N/A N/A
PREFETCH/PREFETCHW Ano Ano
FMA4 , LWP, TBM a XOP N/A Ano N/A N/A Ano N/A
FMA3 Ano Ano
Datová mezipaměť L1 na jádro (KiB) 64 16 32 32
L1 datové cache associativity (způsoby) 2 4 8 8
Keše instrukcí L1 na jádro 1 0,5 1 1 0,5 1
Max. Mezipaměť instrukcí LU celkem APU (KiB) 256 128 192 256 512 64 128 96 128
L1 instrukční vyrovnávací paměť associativity (způsoby) 2 3 4 8 16 2 3 4
Mezipaměti L2 na jádro 1 0,5 1 1 0,5 1
Max. Celková mezipaměť L2 APU (MiB) 4 2 4 1 2 1
L2 cache associativity (způsoby) 16 8 16 8
Celková mezipaměť APU L3 (MiB) N/A 4 8 16 N/A 4
APU L3 Cache associativity (způsoby) 16 16
Schéma mezipaměti L3 Oběť N/A Oběť Oběť
Maximální podpora DRAM DDR3-1866 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
Max. Počet kanálů DRAM na APU 2 1 2
Maximální šířka pásma DRAM (GB/s) na APU 29,866 34,132 38,400 46,932 68,256 ? 10,666 12 800 14,933 19.200 38,400
Mikroarchitektura GPU TeraScale 2 (VLIW5) TeraScale 3 (VLIW4) GCN 2. gen GCN 3. gen GCN 5. gen TeraScale 2 (VLIW5) GCN 2. gen GCN 3. gen GCN 5. gen
Sada instrukcí GPU Sada instrukcí TeraScale Sada instrukcí GCN Sada instrukcí TeraScale Sada instrukcí GCN
Max. Základní takt GPU (MHz) 600 800 844 866 1108 1250 1400 2100 2100 538 600 ? 847 900 1200
Maximální zásoba základního GPU GFLOPS 480 614,4 648,1 886,7 1134,5 1760 1971.2 2150,4 ? 86 ? ? ? 345,6 460,8
3D engine Až 400: 20: 8 Až 384: 24: 6 Až 512: 32: 8 Až 704: 44: 16 Až 512: 32: 8 80: 8: 4 128: 8: 4 Až 192:?:? Až 192:?:?
IOMMUv1 IOMMUv2 IOMMUv1 ? IOMMUv2
Video dekodér UVD 3,0 UVD 4.2 UVD 6.0 VCN 1.0 VCN 2.1 VCN 2.2 UVD 3,0 UVD 4,0 UVD 4.2 UVD 6.0 UVD 6.3 VCN 1.0
Kodér videa N/A VCE 1.0 VCE 2.0 VCE 3.1 N/A VCE 2.0 VCE 3.1
AMD Fluid Motion Ne Ano Ne Ne Ano Ne
Úspora energie GPU Přesilovka PowerTune Přesilovka PowerTune
TrueAudio N/A Ano N/A Ano
FreeSync 1
2
1
2
HDCP ? 1.4 1,4
2.2
? 1.4 1,4
2.2
PlayReady N/A 3.0 zatím ne N/A 3.0 zatím ne
Podporované displeje 2–3 2–4 3 3 (stolní počítač)
4 (mobilní, vestavěný)
4 2 3 4
/drm/radeon Ano N/A Ano N/A
/drm/amdgpu N/A Ano Ano N/A Ano Ano

GPU

V následující tabulce jsou k dispozici od AMD s GPU (viz také: Seznam AMD GPU ).

Název GPU řady Divit se Mach 3D vztek Rage Pro Vztek 128 R100 R200 300 rublů 400 rublů R500 R600 RV670 700 rublů Evergreen Severní
ostrovy
Jižní
ostrovy
Mořské
ostrovy
Sopečné
ostrovy
Arktické
ostrovy/Polaris
Vega Navi 1X Navi 2X
Vydáno 1986 1991 1996 1997 1998 Duben 2000 Srpna 2001 Září 2002 Květen 2004 Říjen 2005 Květen 2007 Listopadu 2007 Června 2008 Září 2009 Říjen 2010 Ledna 2012 Září 2013 Června 2015 Června 2016 Června 2017 Července 2019 Listopadu 2020
Marketingové jméno Divit se Mach 3D vztek Rage Pro Vztek 128 Radeon 7000 Radeon 8000 Radeon 9000 Radeon X700/X800 Radeon X1000 Radeon HD 2000 Radeon HD 3000 Radeon HD 4000 Radeon HD 5000 Radeon HD 6000 Radeon HD 7000 Radeon Rx 200 Radeon Rx 300 Radeon RX 400/500 Radeon RX Vega/Radeon VII (7nm) Radeon RX 5000 Radeon RX 6000
Podpora AMD Ukončeno Proud
Druh 2D 3D
Instrukční sada Není veřejně známo Sada instrukcí TeraScale Sada instrukcí GCN Sada instrukcí RDNA
Mikroarchitektura TeraScale 1 TeraScale 2 (VLIW5) TeraScale 3 (VLIW4) GCN 1. gen GCN 2. gen GCN 3. gen GCN 4. gen GCN 5. gen RDNA RDNA 2
Typ Opravené potrubí Programovatelné pixelové a vrcholové kanály Sjednocený model shaderu
Direct3D N/A 5,0 6.0 7.0 8.1 9,0
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 )
11 ( 12_1 )
12 ( 12_2 )
Shader model N/A 1.4 2,0+ 2,0b 3,0 4,0 4.1 5,0 5.1 5.1
6.3
6.4 6.5
OpenGL N/A 1.1 1.2 1.3 2.1 3.3 4.5 (na Linuxu: 4.5 (Mesa 3D 21.0)) 4.6 (na Linuxu: 4.6 (Mesa 3D 20.0))
Vulkan N/A 1.0
( Win 7+ nebo Mesa 17+ )
1.2 (Adrenalin 20.1, Linux Mesa 3D 20.0)
OpenCL N/A Blízko metalu 1.1 (bez podpory Mesa 3D) 1.2 (na Linuxu : 1.1 (bez podpory obrázků) s Mesa 3D) 2.0 (ovladač Adrenalin na Win7+ )
(na Linuxu : 1.1 (bez podpory obrazu) s Mesa 3D, 2.0 s ovladači AMD nebo AMD ROCm)
2.0 2.1
HSA N/A Ano ?
Video dekódování ASIC N/A Avivo / UVD UVD+ UVD 2 UVD 2.2 UVD 3 UVD 4 UVD 4.2 UVD 5,0 nebo 6,0 UVD 6.3 UVD 7 VCN 2.0 VCN 3.0
Kódování videa ASIC N/A VCE 1.0 VCE 2.0 VCE 3.0 nebo 3.1 VCE 3.4 VCE 4.0
Fluid Motion ASIC Ne Ano Ne
Šetření energie ? Přesilovka PowerTune PowerTune a ZeroCore Power ?
TrueAudio N/A Prostřednictvím vyhrazeného DSP Přes shadery ?
FreeSync N/A 1
2
HDCP ? 1.4 1,4
2.2
1,4
2,2
2,3
?
PlayReady N/A 3,0 Ne 3,0 ?
Podporované displeje 1–2 2 2–6 ?
Max. řešení ? 2–6 ×
2560 × 1600
2–6 ×
4096 × 2160 při 60 Hz
2–6 ×
5120 × 2880 při 60 Hz
3 ×
7680 × 4320 při 60 Hz
?
/drm/radeon Ano N/A
/drm/amdgpu N/A Experimentální Ano

Podpora operačního systému

Jádro UVD SIP musí být podporováno ovladačem zařízení , který poskytuje jedno nebo více rozhraní , například VDPAU , VAAPI nebo DXVA . Jedno z těchto rozhraní pak používá software koncového uživatele, například VLC media player nebo GStreamer , k přístupu k hardwaru UVD a jeho využití.

AMD Catalyst , patentovaný ovladač grafického zařízení AMD, který podporuje UVD, je k dispozici pro Microsoft Windows a některé distribuce Linuxu. Kromě toho je k dispozici bezplatný ovladač zařízení , který také podporuje hardware UVD.

Linux

Linuxovou podporu pro UVD ASIC poskytuje ovladač zařízení jádra Linuxu amdgpu .

Podpora pro UVD je k dispozici v proprietárním ovladači AMD Catalyst verze 8.10 od října 2008 prostřednictvím X-Video Motion Compensation (XvMC) nebo X-Video Bitstream Acceleration (XvBA). Od dubna 2013 podporuje UVD bezplatný a open-source ovladač zařízení „radeon“ prostřednictvím Video Decode a Presentation API pro Unix (VDPAU). Implementace VDPAU je k dispozici jako stavový sledovač Gallium3D v Mesa 3D .

Dne 28. června 2014, Phoronix zveřejnila některá kritéria pro používání Unified Video Decoder přes VDPAU rozhraní běží MPlayer na Ubuntu 14.04 s verzí 10.3 testování 3d Mesa.

Okna

Microsoft Windows podporoval UVD od jeho spuštění. UVD v současné době podporuje pouze specifikaci API DXVA (DirectX Video Acceleration) pro platformy Microsoft Windows a Xbox 360, aby bylo možné hardwarově akcelerovat dekódování videa , takže software přehrávače médií musí také podporovat DXVA, aby bylo možné využívat hardwarovou akceleraci UVD.

Ostatní

V lednu 2012 byla vyzkoušena podpora pro provozování vlastního firmwaru založeného na FreeRTOS na jádru Radeon HD 2400 UVD (založeném na CPU Xtensa), propojeného s deskou na bázi STM32 ARM přes I 2 C.

Předchůdci a nástupce

Předchůdci

Video Shader a ATI Avivo jsou podobné technologie začleněné do minulých ATI produkty.

Nástupce

Po UVD následoval AMD Video Core Next v sérii APU Raven Ridge vydané v říjnu 2017. VCN kombinuje jak kódování (VCE), tak dekódování (UVD).

Viz také

Hardware video hardwarové technologie

Nvidia

AMD

Intel

Qualcomm

jiný

Poznámky

Reference

externí odkazy