四两拨千斤 Haswell核芯显卡转码测试

    泡泡网CPU频道7月9日 虽然近年来随着芯片工艺的发展，智能手机和平板电脑的性能得到了快速的增长，一些手机甚至可以流畅播放1080p视频，不过受限于容量、屏幕分辨率等因素，高清1080p视频并不适合在智能手机或平板电脑商播放，另外针对目前参差不齐的移动播放器市场，兼容问题也很让人头疼，卡死、闪退问题相信经常用移动设备看视频的用户经常会遇到。

    为了解决这些问题，将大容量视频转码为小容量、小码率则可以很好的解决这些问题，早期转码一部视频可能需要几十分钟甚至几个小时，甚至超过了观看视频的时间，得不偿失。于是硬件加速被应用于视频播放后，再次成为视频转码的利器，目前无论是Intel、AMD还是NVIDIA都提供了高清视频的硬件加速功能，甚至是4K视频也不在话下。

    在2011年初，Intel发布了全新一代Sandy Bridge处理器，正式引入了高速视频同步技术（Quick Sync Video），借助专属设计的MFX（Multi-Format Codec）并行引擎，全面为视频转码提速，大大减少了转码的等待时间，如今第四代智能酷睿处理器Haswell也已经到来，产品进一步优化视频转码性能，另外在画质上也得到进一步加强。

    Haswell核芯显卡采用了全新的“Iris”品牌，中文名为“锐炬”，产品根据性能定位分为GT1、GT2、GT3、GT3e，只有最高的GT3、GT3e才使用了带Pro的后缀。

    相对于上一代HD Graphics 4000/2500，新的核心显卡完整支持DX11.1、OpenGL 3.2、OpenCL 1.2，并且支持新一代4K分辨率和三屏显示输出。

    规格方面，GT3和GT3e都拥有40个EU单元，其中GT3e还配备了独立的eDRAM，而GT3仅搭载在桌面“R”后缀的处理器和移动“HQ”后缀的处理器上。主流级别的GT2为20个EU单元，最低的GT1目前尚未有搭载的新品发布。

    从Sandy Bridge起，Intel核芯显卡就开始支持高速视频同步技术，运用专属的多媒体处理单元，使影片的制作和转码更快、更轻松。运用此技术，您就可以快速建立DVD或蓝光光盘、制作与编辑3D影片、将2D影片档转换为3D、转换影片以便在移动媒体播放器上播放，以及上传到您最喜爱的社交网站。

    发展到Haswell的第三代高速视频同步技术技术，最多可是实现16倍的视频转码提速，将等待时间大幅缩短。

    用于第四代智能英特尔酷睿处理器的英特尔高速视频同步技术包括以下新型H.264编码特性：

    1. 每兆字节比特率控制
    2. Trellis量子化
    3. 多层级运动估算
    4. 多参考 
    5. 多预测器
    6. B型金字塔 
    7. Lookahead

    Haswell核心显卡这些设计先对于此前的产品进行了多处重要改进，采用了多种新特性与功能，以改进性能、减少能耗、提高图像质量。

    ● 主要改进包括：

    - 在多格式编解码引擎中增加JPEG/MJPEG解码。研发者在现有的高能效、高性能AVC编码/解码（支持多个4K及超清视频流）的基础上增加了这种支持。 

    - 增加专用新型视频质量引擎，以期在低能耗条件下完成大批量视频处理。

    - 经过媒体优化的可编程EU（执行单元）/取样器，实现优质视频

    - 全新设计的媒体取样器，其执行速度快于前几代产品

    - 可升级架构，拥有出色灵活性，可提供基于应用要求的加速技术

    转码性能测试中我们选取了一段越40分钟的1280x720分辨率视频，而转码后的目标视频为720x480分辨率，编码格式为H.264。

CPU/GPU加速转码时间对比

    测试成绩方面绿色部分为GPU加速后的成绩，其中GeForce GTX 760加速测试平台处理器为Core i7 4770K，其余加速分别为对应的核芯显卡加速。

CPU/GPU加速转码提速倍率

    为更直观的对比各自的转码性能，上图还列出了提速倍率，可以看出Core i7 4770K配合HD Graphics 4600核芯显卡加速可以获得15.5x的加速，名列第一。紧随其后的是Core i7 3770K搭配HD Graphics 4000。值得注意的是Core i7 4770K搭配GeForce GTX 760的提速是14.7x。

    我们知道视频转码主要有软解和硬解两种方式，软件编码器能够通过CPU实施极为复杂的动态估算和详尽的率失真优化，以获得非常好的质量。但其缺点在于计算成本非常之高。另一方面，硬件编码器通常被认为灵活性不佳，一般认为硬件编码器不能达到必要的编码质量。这正是许多硬件编码器被认为只能用于简单的视频制作和视频浏览的原因所在。

CPU/GPU加速转码视频截图对比

    从上图可以看出CPU软解相对于显卡硬解有着得天独厚的优势，全面优于采用GPU加速的转码视频。由于采用了相同的架构Core i5 3570K iGPU加速和Core i7 3770K iGPU加速拥有相同的视频转码质量，而Core i5 4670K iGPU加速和Core i7 4770K iGPU加速也是相同的。

    而GPU加速的转码视频里面，虽然Core i7 4770K iGPU加速拥有最快的速度，不过视频转码质量相比Core i7 3770K iGPU加速还出现了倒退，这样Core i7 3770K iGPU就获得了最优质量GPU加速转码。

    最后的转码质量也可以清楚的看出Core i5 3570K iGPU加速和Core i7 3770K iGPU加速以及Core i5 4670K iGPU加速和Core i7 4770K iGPU加速是相同的，值得注意的是GeForece GTX 760加速转码后容量虽然最大，甚至高出了CPU软解码的视频输出，但是视频质量却相对一般。

    ● 总结：新一代Haswell借助增强的CPU性能和改善的iGPU架构，获得了最快的转码速率，甚至超越了中高端显卡加速，高达15.5x的时间加速可以大幅减少用户的等待时间，提高工作效率。

    不过在视频输出质量上，Haswell iGPU加速却表现一般，甚至不如上代Ivy Bridge iGPU，当然也有可能是MediaCoder还不能完美支持Haswell iGPU加速转码。■<