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Descodificador de vídeo unificado

Unified Video Decoder ( UVD , anteriormente llamado Universal Video Decoder ) es el nombre que recibe el ASIC dedicado a la decodificación de vídeo de AMD . Existen múltiples versiones que implementan una multitud de códecs de vídeo , como H.264 y VC-1 .

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

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

Descripción general

El UVD se basa en un procesador de vídeo ATI Xilleon , que está incorporado en la misma matriz 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). El UVD, como afirma AMD, gestiona la decodificación de los códecs de vídeo H.264/AVC y VC-1 completamente por hardware.

La tecnología UVD se basa en el procesador Cadence Tensilica Xtensa [2] , [3] [4] [5] que fue licenciado originalmente 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 sombreadores. El decodificador cumple con los requisitos de rendimiento y perfil de Blu-ray y HD DVD , decodificando flujos de bits H.264 hasta una tasa 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 de las GPU de generaciones anteriores, que exigían una participación considerable de la CPU anfitriona, 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 el video MPEG-2 en hardware.

Anteriormente, ni la serie ATI Radeon R520 de ATI Avivo ni la serie NVidia Geforce 7 de PureVideo asistían la descompresión de entropía/flujo de bits del front-end en VC-1 y H.264; la CPU anfitriona realizaba este trabajo. [7] UVD maneja VLC / CAVLC / CABAC , transformación de frecuencia , predicción de píxeles y desbloqueo en bucle , pero pasa el posprocesamiento a los sombreadores. [8] El posprocesamiento incluye eliminación de ruido , desentrelazado y escalado/redimensionamiento. 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 de proceso de fabricación de 65 nm .

Una variación de UVD, llamada UVD+, se introdujo con la serie Radeon HD 3000. UVD+ soporta HDCP para transmisiones de video de mayor resolución. [9] Pero UVD+ también se comercializaba simplemente como UVD.

UVD2

La UVD se actualizó con el lanzamiento de los productos de la serie Radeon HD 4000. La UVD 2 incluye decodificación de flujo de bits completo 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 flujo de video dual y el modo Picture-in-Picture . Esto hace que la UVD2 sea totalmente compatible con BD-Live .

El UVD 2.2 incluye una interfaz de memoria local rediseñada y mejora la compatibilidad con vídeos MPEG2/H.264/VC-1. Sin embargo, se comercializó con el mismo alias "UVD 2 Enhanced" como "lógica de núcleo especial, disponible en las series de GPU RV770 y RV730, para la decodificación de hardware de vídeo MPEG2, H.264 y VC-1 con decodificación de doble flujo". El hecho de que el UVD 2.2 sea una actualización incremental del UVD 2 puede explicar este cambio.

UVD3

UVD 3 agrega soporte para decodificación adicional de hardware MPEG2 (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 requerida ]

UVD4

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 (Unified Video Decoder) - UVD4.2: KAVERI, KABINI, MULLINS, BONAIRE, HAWAII". Mayo de 2016.

UVD5

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

UVD6

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 la serie AMD Radeon Rx 300 (familia de GPU Pirate Islands) y la serie AMD Radeon Rx 400 (familia de GPU Arctic Islands). [17] También se anunció que la versión UVD en hardware de controlador de gráficos basado en "Fiji" y "Carrizo" brindaría soporte para decodificación de video de hardware High Efficiency Video Coding (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 10 bits de color tanto H.265 como VP9 en la serie AMD Radeon 400 con UVD 6.3. [21] [22] [23]

UVD7

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

UVD7.2

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]

VCN1

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

Compatibilidad de formatos

[30] [29]

  1. ^ ab Todos los decodificadores MPEG-2 admiten MPEG-1 CPB
  2. ^ La codificación/decodificación del perfil High 10 no es compatible
  1. ^ ab Codificación MPEG-4 AVC y HEVC mediante un motor de codificación de vídeo independiente

Disponibilidad

La mayoría de las tarjetas de video de la serie Radeon HD 2000 implementan el UVD para la decodificación de 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 shaders), que se afirmó incorrectamente que estaba presente en las páginas de productos y cajas de paquetes de los productos de los socios complementarios antes del lanzamiento de la Radeon HD 2900 XT, [ cita requerida ] ya sea indicando que la tarjeta presenta ATI Avivo HD o explícitamente UVD, [ cita requerida ] lo que solo la declaración anterior de ATI Avivo HD es correcta. La exclusión de UVD también fue confirmada por los 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 chipsets 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 ).

  1. ^ Para los modelos de excavadoras FM2+: A8-7680, A6-7480 y Athlon X4 845.
  2. ^ Una PC sería un nodo.
  3. ^ Una APU combina una CPU y una GPU. Ambas 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 del núcleo base (o aumentada) en función de 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 tarjeta, sistema operativo, controlador y aplicaciones. Para esto también se necesita una pantalla compatible con HDCP. 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 para DisplayPort . [42] Alternativamente, se pueden emplear adaptadores activos de DisplayPort a DVI/HDMI/VGA.
  11. ^ab DRM ( Direct Rendering Manager ) es un componente del núcleo de Linux. La compatibilidad que se muestra 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 gráfico de AMD ).

  1. ^ La serie Radeon 100 tiene sombreadores de píxeles programables, pero no son totalmente compatibles con DirectX 8 o Pixel Shader 1.0. Consulte el artículo sobre los sombreadores de píxeles de la serie R100 .
  2. ^ Las tarjetas basadas en R300, R400 y R500 no son totalmente compatibles con OpenGL 2+ ya que el hardware no admite todos los tipos de texturas que no sean de potencia de dos (NPOT).
  3. ^ La compatibilidad con OpenGL 4+ requiere soporte para sombreadores FP64 y estos se emulan en algunos chips TeraScale que utilizan hardware de 32 bits.
  4. ^ abc El UVD y el VCE fueron reemplazados por el Video Core Next (VCN) ASIC en la implementación de APU Raven Ridge de Vega.
  5. ^ Procesamiento de vídeo para la técnica de interpolación de velocidad de fotogramas de vídeo. En Windows funciona como un filtro DirectShow en su reproductor. En Linux no hay soporte por parte de los controladores y/o la comunidad.
  6. ^ ab Para reproducir contenido de video protegido, también se requiere compatibilidad con tarjeta, sistema operativo, controlador y aplicaciones. Para esto también se necesita una pantalla compatible con HDCP. 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 núcleo de Linux. AMDgpu es el módulo del núcleo de Linux. La compatibilidad que se muestra en esta tabla se refiere a la versión más actual.

Compatibilidad con sistemas operativos

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

Linux

El soporte de Linux para el ASIC UVD lo proporciona el controlador de dispositivo del kernel de Linux amdgpu . [60]

El soporte para 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). [61] [62] Desde abril de 2013, [63] UVD es compatible con el controlador de dispositivo "radeon" gratuito y de código abierto a través de Video Decode and Presentation API for Unix (VDPAU). Una implementación de VDPAU está 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-testing de Mesa 3D. [64]

Ventanas

Microsoft Windows ha sido compatible con UVD desde su lanzamiento. Actualmente, UVD solo es compatible con 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 que el software del reproductor multimedia también debe ser compatible con DXVA para poder utilizar la aceleración por hardware de UVD.

Otros

A partir de enero de 2012 se intentó brindar soporte para ejecutar firmware personalizado basado en FreeRTOS en el núcleo UVD de Radeon HD 2400 (basado en una CPU Xtensa), interconectado con una placa basada en ARM STM32 a través de I 2 C. [65]

Predecesores y sucesores

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 tanto codificación (VCE) como decodificación (UVD). [66]

Véase también

Tecnologías de hardware de vídeo

Nvidia

AMD

Intel

Qualcomm

Otros

Notas

Referencias

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Enlaces externos