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Decodificador de vídeo unificado

Unified Video Decoder ( UVD , anteriormente llamado Universal Video Decoder ) es el nombre que se le da al ASIC de decodificación de video dedicado de AMD . Existen múltiples versiones que implementan multitud de códecs de vídeo , como H.264 y VC-1 .

UVD se introdujo con la serie Radeon HD 2000 y está integrado en algunas de las GPU y APU de AMD . UVD ocupa una cantidad considerable de la superficie del troquel en el momento de su introducción [1] y no debe confundirse con el motor de codificación de vídeo (VCE) de AMD.

A partir de AMD Raven Ridge (lanzado en enero de 2018), Video Core Next (VCN) reemplazó a UVD y VCE .

Descripción general

El UVD se basa en un procesador de vídeo ATI Xilleon , que está incorporado en el mismo chip que la GPU y forma parte del ATI Avivo HD para la decodificación de vídeo por hardware, junto con el procesador de vídeo avanzado (AVP). UVD, como afirma AMD, se encarga de la decodificación de los códecs de vídeo H.264/AVC y VC-1 completamente en hardware.

La tecnología UVD se basa en el procesador Cadence Tensilica Xtensa [2] , [3] [4] [5] cuya licencia original fue otorgada por ATI Technologies Inc. en 2004. [6]

UVD/UVD+

En las primeras versiones de UVD, el posprocesamiento de vídeo se pasa a los sombreadores de píxeles y a los núcleos OpenCL. La decodificación MPEG-2 no se realiza dentro de UVD, sino en los procesadores de sombreado. El decodificador cumple con los requisitos de rendimiento y perfil de Blu-ray y HD DVD , decodificando flujos de bits H.264 hasta una velocidad de bits de 40 Mbit/s. Tiene soporte de codificación aritmética binaria adaptativa al contexto (CABAC) para H.264/AVC.

A diferencia de los bloques de aceleración de video en las GPU de la generación anterior, que exigían una participación considerable de la CPU del host, UVD descarga todo el proceso de decodificación de video para VC-1 y H.264, excepto el posprocesamiento de video , que se descarga a los sombreadores. También se admite la decodificación MPEG-2, pero la decodificación de flujo de bits/entropía no se realiza para vídeo MPEG-2 en el hardware.

Anteriormente, ni ATI Avivo de la serie ATI Radeon R520 ni PureVideo de la serie NVidia Geforce 7 asistían la descompresión de flujo de bits/entropía frontal en VC-1 y H.264: la CPU host realizaba este trabajo. [7] UVD maneja VLC / CAVLC / CABAC , transformación de frecuencia , predicción de píxeles y desbloqueo de bucle , pero pasa el procesamiento posterior a los sombreadores. [8] El posprocesamiento incluye eliminación de ruido , desentrelazado y escalado/cambio de tamaño. AMD también ha declarado que el componente UVD que se incorpora al núcleo de la GPU solo ocupa 4,7 mm² de área en el nodo del proceso de fabricación de 65 nm .

Con la serie Radeon HD 3000 se introdujo una variación de UVD, llamada UVD+ . UVD+ admite HDCP para transmisiones de vídeo de mayor resolución. [9] Pero UVD+ también se comercializaba simplemente como UVD.

UVD 2

La UVD se actualizó con el lanzamiento de los productos de la serie Radeon HD 4000 . El UVD 2 presenta decodificación completa de flujo de bits de H.264/MPEG-4 AVC, VC-1, así como aceleración de nivel iDCT de flujos de video MPEG2. Las mejoras de rendimiento permiten la decodificación de transmisión de video dual y el modo Imagen en imagen . Esto hace que UVD2 sea totalmente compatible con BD-Live .

El UVD 2.2 presenta una interfaz de memoria local rediseñada y mejora la compatibilidad con videos MPEG2/H.264/VC-1. Sin embargo, se comercializó bajo el mismo alias que "UVD 2 Enhanced" como "núcleo-lógico especial, disponible en las series de GPU RV770 y RV730, para decodificación de hardware de video MPEG2, H.264 y VC-1 con doble flujo". descodificación". La naturaleza de que UVD 2.2 sea una actualización incremental de UVD 2 puede explicarse por este movimiento.

UVD 3

UVD 3 agrega soporte para decodificación MPEG2 por hardware adicional (decodificación de entropía), DivX y Xvid a través de decodificación MPEG-4 Parte 2 (decodificación de entropía, transformación inversa, compensación de movimiento) y Blu-ray 3D a través de MVC (decodificación de entropía, transformación inversa, compensación de movimiento). , desbloqueo en bucle). [10] [11] junto con soporte 3D estéreo de 120 Hz, [12] y está optimizado para utilizar menos potencia de procesamiento de la CPU. UVD 3 también agrega soporte para pantallas estereoscópicas Blu-ray 3D. [ cita necesaria ]

UVD 4

UVD 4 incluye interpolación de cuadros mejorada con decodificador H.264. [13] UVD 4.2 se introdujo con la serie AMD Radeon Rx 200 y la APU Kaveri. "Hardware X.ORG Radeon UVD (descodificador de vídeo unificado)-UVD4.2: KAVERI, KABINI, MULLINS, BONAIRE, HAWAII". Mayo de 2016.

UVD 5

UVD 5 se introdujo con AMD Radeon R9 285. Una novedad de UVD es la compatibilidad total con vídeo 4K H.264, hasta el nivel 5.2 (4Kp60). [14]

UVD 6

 Se informó que el decodificador UVD 6.0 y el codificador Video Coding Engine 3.1 se usaron por primera vez en GPU basadas en GCN 3, incluidas la serie Radeon R9 Fury y las APU "Carrizo", [15] [16], seguidas por AMD Radeon Rx 300 Series (Pirate Familia de GPU Islands) y AMD Radeon Rx 400 Series (familia de GPU Arctic Islands). [17] También se anuncia que la versión UVD en el hardware del controlador de gráficos basado en "Fiji" y "Carrizo" brindará soporte para la decodificación de video por hardware de codificación de video de alta eficiencia (HEVC, H.265), hasta 4K, color de 8 bits ( H.265 versión 1, perfil principal); [18] [19] [20] y hay soporte para el códec de video HDR de color de 10 bits, tanto H.265 como VP9 en la serie AMD Radeon 400 con UVD 6.3. [21] [22] [23]

UVD 7

El decodificador UVD 7.0 y el codificador Video Coding Engine  4.0 están incluidos en las GPU basadas en Vega. [24] [25] Pero todavía no existe una función fija de decodificación de hardware VP9. [26]

UVD 7.2

La GPU Vega20 de AMD, presente en las tarjetas Instinct Mi50, Instinct Mi60 y Radeon VII, incluye VCE 4.1 y dos instancias UVD 7.2. [27] [28]

VCN 1

Empezando por los gráficos integrados de la APU Raven Ridge (Ryzen 2200/2400G), los antiguos UVD y VCE han sido sustituidos por los nuevos " Video Core Next " (VCN). VCN 1.0 agrega decodificación de hardware completa para el códec VP9. [29]

Soporte de formato

[30] [29]

  1. ^ ab Todos los decodificadores MPEG-2 admiten MPEG-1 CPB
  2. ^ No se admite la codificación/decodificación de perfiles High 10
  1. ^ ab Codificación MPEG-4 AVC y HEVC mediante un motor de codificación de video independiente

Disponibilidad

La mayoría de las tarjetas de video de la serie Radeon HD 2000 implementan UVD para la decodificación por hardware de contenidos de alta definición de 1080p. [31] Sin embargo, las tarjetas de video de la serie Radeon HD 2900 no incluyen el UVD (aunque puede proporcionar una funcionalidad parcial mediante el uso de sus sombreadores), que se indicó incorrectamente que estaba presente en las páginas de productos y en las cajas del paquete. productos de socios complementarios antes del lanzamiento de Radeon HD 2900 XT, [ cita necesaria ] ya sea indicando que la tarjeta presenta ATI Avivo HD o explícitamente UVD, [ cita necesaria ] que solo la declaración anterior de ATI Avivo HD es correcta. La exclusión de UVD también fue confirmada por funcionarios de AMD. [32]

UVD2 se implementa en las GPU de las series Radeon RV7x0 y R7x0 . Esto también incluye la serie RS7x0 utilizada para las placas base IGP de la serie de chipset AMD 700 .

Descripción general de las funciones

APU

La siguiente tabla muestra las características de los procesadores AMD con gráficos 3D, incluidas las APU (ver también: Lista de procesadores AMD con gráficos 3D ).

[  Editor visual  ]
  1. ^ Para modelos de excavadora FM2+: A8-7680, A6-7480 y Athlon X4 845.
  2. ^ Una PC sería un nodo.
  3. ^ Una APU combina una CPU y una GPU. Ambos tienen núcleos.
  4. ^ Requiere soporte de firmware.
  5. ^ ab Requiere soporte de firmware.
  6. ^ Sin SSE4. Sin SSSE3.
  7. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .
  8. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado
  9. ^ ab Para reproducir contenido de video protegido, también se requiere compatibilidad con la tarjeta, el sistema operativo, el controlador y la aplicación. Para ello también se necesita una pantalla HDCP compatible. HDCP es obligatorio para la salida de ciertos formatos de audio, lo que impone restricciones adicionales a la configuración multimedia.
  10. ^ Para alimentar más de dos pantallas, los paneles adicionales deben tener soporte nativo DisplayPort . [42] Alternativamente, se pueden emplear adaptadores DisplayPort a DVI/HDMI/VGA activos.
  11. ^ ab DRM ( Direct Rendering Manager ) es un componente del kernel de Linux. El soporte en esta tabla se refiere a la versión más actual.

GPU

La siguiente tabla muestra las características de las GPU de AMD / ATI (ver también: Lista de unidades de procesamiento de gráficos AMD ).

[  Editor visual  ]
  1. ^ La serie Radeon 100 tiene sombreadores de píxeles programables, pero no cumple completamente con DirectX 8 o Pixel Shader 1.0. Consulte el artículo sobre los sombreadores de píxeles del R100 .
  2. ^ Las tarjetas basadas en R300, R400 y R500 no cumplen completamente con OpenGL 2+ ya que el hardware no admite todos los tipos de texturas sin potencia de dos (NPOT).
  3. ^ La compatibilidad con OpenGL 4+ requiere compatibilidad con sombreadores FP64 y estos se emulan en algunos chips TeraScale que utilizan hardware de 32 bits.
  4. ^ abc UVD y VCE fueron reemplazados por el ASIC Video Core Next (VCN) en la implementación de APU Raven Ridge de Vega.
  5. ^ Procesamiento de video para la técnica de interpolación de velocidad de fotogramas de video. En Windows funciona como un filtro DirectShow en tu reproductor. En Linux no hay soporte por parte de drivers y/o comunidad.
  6. ^ ab Para reproducir contenido de video protegido, también se requiere compatibilidad con la tarjeta, el sistema operativo, el controlador y la aplicación. Para ello también se necesita una pantalla HDCP compatible. HDCP es obligatorio para la salida de ciertos formatos de audio, lo que impone restricciones adicionales a la configuración multimedia.
  7. ^ Es posible que se admitan más pantallas con conexiones DisplayPort nativas o dividiendo la resolución máxima entre varios monitores con convertidores activos.
  8. ^ ab DRM ( Direct Rendering Manager ) es un componente del kernel de Linux. AMDgpu es el módulo del kernel de Linux. El soporte en esta tabla se refiere a la versión más actual.

Soporte del sistema operativo

El núcleo UVD SIP debe ser compatible con el controlador del dispositivo , que proporciona una o más interfaces como VDPAU , VAAPI o DXVA . Luego, el software del usuario final utiliza una de estas interfaces, por ejemplo, el reproductor multimedia VLC o GStreamer , para acceder al hardware UVD y utilizarlo.

AMD Catalyst , el controlador de dispositivo gráfico patentado de AMD que admite UVD, está disponible para Microsoft Windows y algunas distribuciones de Linux. Además, hay disponible un controlador de dispositivo gratuito que también es compatible con el hardware UVD.

linux

El soporte de Linux para UVD ASIC lo proporciona el controlador de dispositivo del kernel de Linux amdgpu . [61]

La compatibilidad con UVD ha estado disponible en el controlador propietario de AMD Catalyst versión 8.10 desde octubre de 2008 a través de X-Video Motion Compensation (XvMC) o X-Video Bitstream Acceleration (XvBA). [62] [63] Desde abril de 2013, [64] UVD es compatible con el controlador de dispositivo "radeon" gratuito y de código abierto a través de Video Decode and Presentation API para Unix (VDPAU). Hay una implementación de VDPAU disponible como rastreador de estado Gallium3D en Mesa 3D .

El 28 de junio de 2014, Phoronix publicó algunos puntos de referencia sobre el uso de Unified Video Decoder a través de la interfaz VDPAU ejecutando MPlayer en Ubuntu 14.04 con la versión 10.3 de prueba de Mesa 3D. [sesenta y cinco]

ventanas

Microsoft Windows admitió UVD desde su lanzamiento. Actualmente, UVD solo admite la especificación API DXVA (DirectX Video Acceleration) para las plataformas Microsoft Windows y Xbox 360 para permitir que la decodificación de video se acelere por hardware; por lo tanto, el software del reproductor multimedia también debe admitir DXVA para poder utilizar la aceleración de hardware UVD.

Otros

En enero de 2012 se intentó admitir la ejecución de firmware personalizado basado en FreeRTOS en el núcleo UVD de la Radeon HD 2400 (basado en una CPU Xtensa), interconectado con una placa basada en STM32 ARM a través de I 2 C. [66]

Predecesores y sucesor

Antecesores

Video Shader y ATI Avivo son tecnologías similares incorporadas en productos ATI anteriores.

Sucesor

El UVD fue reemplazado por AMD Video Core Next en la serie de APU Raven Ridge lanzada en octubre de 2017. El VCN combina codificación (VCE) y decodificación (UVD). [67]

Ver también

Tecnologías de hardware de vídeo

NVIDIA

AMD

Intel

Qualcomm

Otros

Notas

Referencias

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enlaces externos