2007年7月29日 星期日

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第2頁:[高清環節]三個「獨一無二」讓AVIVO HD領跑新一代顯卡



不能否認的是,高清解碼能力已經成為新一代DX10顯卡所具備最重要的特性之一,也成為很多消費者購買新一代顯卡最為重要的參考因素之一。而ATI近期上 市的Radeon HD 2000系列的高清解碼解決方案,無疑是極為引人注目的,在之前的很多測試中,我們已經介紹了Radeon HD 2000系列產品高清解決方案的技術要點,在此我們將其先進特性歸納一下。不過首先,我們還是再來將高清影片的優勢和顯卡高清解碼能力的重要性再重申一 下。

◆ 高清影片普及號角吹響

隨著高清風暴的來臨,高清視頻已經越來越受到人們的關注。高清電視信號、藍光DVD播放機、HDDVD播放機、甚至PS3,這一切都指向了視頻未來的發展 道路——高清。高清視頻以更高的畫面分辨率,更豔麗的顏色、更多畫面細節的體現,給人們帶來的非凡的視覺體驗,在電視節目、電影等方面都將有長足的發展。

『歐美日韓發達國家的高清電視信號已經普及』

上 面是來自Display Search的調查,可以看到,在2005年,北美的HDTV發展已經啟動。而在去年也就是2006年,北美的HDTV接收用戶已經突破了2000萬,在 未來的2年中,歐洲和日本的HDTV也將進入高速發展時期,預計這3個地區的用戶可能會在2008年突破6000萬。包括在中國很多城市,數字高清電視也 已經開始試播,不久的將來同樣會大面積的普及。

『高清電影碟片的豐富讓更多消費者在家體驗到了影院般清晰表現』

大屏幕電視的普及推動了高清影片的發展,高清電影碟片的豐富讓更多的消費者在家就能體驗到影院般的清晰畫質表現,新推出的電影大部分在上映後都會推出高清 版本的碟片,逐步取代了DVD碟片的發售。下面就是電影《變形金剛》高清版預告片的截圖,影片的細節纖毫畢現、畫面流暢色彩豐富,在大屏幕電視上欣賞能明 顯看出與DVD格式影片的區別。

『《變形金剛》高清預告片截圖欣賞(1080P)』

◆ Radeon HD 2000系列領跑高清技術

Radeon HD 2000系列提供的視頻解決方案完善和強大,為滿足消費者不斷增加的多媒體視頻、音頻需求,不僅增加了UVD視頻解碼引擎(解碼高清影片的硬件核心),還包括數字音頻功能等等,通稱為Avivo HD,下面我們先來看一下Avivo HD的特性總覽:

1、Avivo HD支持全部HD DVD/藍光DVD純硬件解碼加速,這就是指明了,Radeon HD 2000系列在Mpeg2、VC-1、H.264解碼方面都具備純硬件解碼的能力。
2、Avivo HD將覆蓋全部價位的產品,這裡當然是指低端消費者也能享受到高清播放的硬件解碼。對於高清播放來說,低端用戶對這方面的需求會更高,因為往往他們的其它硬件配置更低;
3、更低的功耗和噪音。用戶總不希望觀看電影的時候顯卡、處理器的風扇呼呼作響,因為硬件引擎的加入,CPU和GPU的噪音和功耗都會得到更好的控制;
4、有針對筆記本、小型機器(比如准系統)乃至HTPC平台的設計和產品,對於組建純視頻播放系統的用戶是個好消息。
5、高質量的畫面、音頻表現。ATI在這方面一直為消費者所稱道。
6、高、中、低端HD2000系列顯卡都集成數字音頻解碼芯片,相當於免費贈送給消費者一塊不錯的數字聲卡。
7、對於HDMI接口的良好支持,以及完美融入HDCP認證。

從特性總覽看,Avivo HD技術的確非常全面,尤其是還包含了數字音頻,非常誘人。Avivo HD造就了三個「獨一無二」,這是它最值得稱道的地方,也是吸引消費者的最大賣點,那麼究竟是哪三點「獨一無二」呢?

一、HD 2600、2400系列是目前市售顯卡中唯一全面支持Mepg2、H.264、VC-1三種高清視頻格式「完整視頻解碼支持」的顯卡產品;
二、HD 2600、2400系列是目前市售顯卡中唯一通過集成數字聲卡實現HDMI輸出無需另外在電腦內部「飛線」的顯卡產品;
三、HD 2600、2400系列是目前市售顯卡中唯一配備AVP引擎提升畫質並核心集成HDCP認證密鑰列表的顯卡產品。

下面我們就詳細通過這三大技術要點來表明Avivo HD在高清播放方面的優勢所在。



第3頁:[要點一]:超強大的高清解碼能力,讓CPU徹底解放



解碼高清影片首先就是速度的問題,之前的一代顯卡也能支持高清解碼,但是僅僅能支持高清解碼的部分步驟,因此我們將其定義為「高清解碼加速」,因為不支持 高清解碼的關鍵步驟,所以前一代顯卡解碼高清的CPU佔用率很高,甚至無法流暢播放。而到了這一代顯卡,在Radeon HD 2600和2400顯卡上,UVD引擎真正接管了所有高清解碼的步驟,從而大大釋放了CPU佔用率,真正實現了「完全的高清解碼」。


那麼ATI的Radeon HD 2600和2400系列顯卡呢?它同樣可以實現「高清完全硬件解碼」,而且不僅限於H.264,還包括了也很重要的VC-1,這是它最為突出的優勢之一。我們來看看下面的示意圖。看過前面的內容,您應該已經十分清楚了,下圖方框中的文字表明了高清解碼的4個步驟。

『ATI UVD引擎高清硬件解碼的流程圖』

圖中上半部分是VC-1編碼格式的整個過程,下半部分是H.264編碼格式的整個過程,兩者基本相同,但是在算法的應用上,H.264的更為先進,因此硬件需求也更高。

UVD引擎包辦了所有的4個步驟,換句話說,UVD引擎已經完成了高清解碼的全部任務(包括H.264和VC-1兩種編碼格式),CPU在高清解碼上不需擔任任何處理,所以CPU佔用率會大幅度下降,影片播放也會非常流暢。

同 樣,我們也對比一下AVIVO HD技術與之前的AVIVO技術以及完全的CPU軟件解碼運算進行比較。十分明顯,AVIVO HD技術,也就是HD2600、HD2400系列顯卡搭載的UVD引擎,確實理論上可以承擔了更多的硬件解碼任務。雖然ATI上一代X1000系列顯卡中 GPU也可以承擔一部分解碼工作,但是由於關鍵的流處理部分的解碼工作還是有CPU來完成的,因此對於降低高清播放時對CPU的佔用率的作用有限。同時上 一代X1000系列顯卡僅支持H.264的解碼工作,而VC1的解碼還必須由CPU來完全承擔。

這樣來看,有了UVD引擎後,對於HD DVD和藍光DVD上所採用最多的VC1和H.264編碼視頻,就可以都由顯卡來負責運算,從而大幅度的降低CPU的佔用率。


ATI AVIVO HD最大的特点就是支持包括Mpeg2、VC-1、H.264三种高清格式的“完全硬件解码支持”,这一点除了HD 2600和2400显卡,目前市售的其它任何产品都不能做到。

至此,ATI UVD引擎的优势已经表露了出来,那就是比的对于目前主流蓝光和HD DVD光盘的视频编码格式H.264和VC-1的解码都做到了硬件解码。ATI的想法显然更为全面,我们总结出三点可能出现的优势:

第一,VC -1解码的要求虽然比H.264低,但也不是像DVD那样几乎没有要求,目前还没有显卡可以对VC-1中要求最高的“流处理”过程进行硬解码,因此VC- 1的解码速度提高很小,可能会成为一部分现阶段用户购买显卡的最大心理障碍。虽然新装机的大部分用户一般不必担心,因为处理器不会太差,但的确可能会造成 升级用户更愿意购买HD 2000显卡的结果。

第二,现有的一些显卡虽然可以实现VC-1播放的部分硬解码,而且一般情况下也能达到流畅解码VC-1的要求,但是毕竟相比全硬件解码是有区别的,无形中会造成功耗的上升。

读者可以想像一下,50%的CPU占用率仍然能保证视频播放的流畅,但是如果换成硬件全解码,占用率可能只有5%(这个数字可不是凭空想象,看过之前测试 的读者肯定还有深刻的印象),看同样一部VC-1编码的影片,使用ATI的显卡很可能更省电(GPU使用硬件解码的功耗很低)。退一步讲,就算台式机还 好,但是笔记本呢?可能在旅途中,全硬件解码的系统让你看完了整部VC-1编码的高清电影,但是非全解码的系统在影片的高潮时没电了……

第三,空 闲的CPU占用率真的没有用吗?事实并非如此,我们播放视频的时候很可能进行一些其它操作,比如一些交互动作:暂停、慢放、快放,或者记录保存视频的某些 片断,甚至双显示器输出,一个人看高清电影,另一个人工作、聊天,这些都会导致CPU占用率的提升,那时候全硬件解码的优势就体现了出来,毕竟CPU占用 率越高,你操作其它动作的可能性就越低。


下面我們即將介紹的高清功能部分,首先介紹ATI HD 2600、2400系列另一個特色的地方,那就是它的核心集成了一個HD音頻的處理器,可以直接處理高清視頻中音頻部分的解碼和輸出功能。HD2600、HD2400為什麼要集成一個音頻處理器,為什麼不利用現有的聲卡呢?我們先從HDMI接口談起。

HDMI(High-Definition Multimedia Interface)又被稱為高清晰度多媒體接口,是首個支持在單線纜上傳輸,不經過壓縮的全數字高清晰度、多聲道音頻和智能格式與控制命令數據的數字接口。

『HDMI的優勢就是連接簡單,畫質出色,並集合了視頻音頻兩部分』

HDMI一條線就能支援數碼視頻和數碼音頻的輸出,以無壓縮技術傳送全數碼信號,最高傳輸速度是3.95Gbps,並支持八聲道96kHz或單聲道的 192kHz數碼音頻傳送。只用一條HDMI線接駁,免除數碼音頻接線,接駁線的長度限制比DVI少,一般20米以上也不會影響畫質,可說是兼容優質的聲 畫表現。

HDMI組織由日立、松下、飛利浦、索尼、湯姆遜、東芝和Silicon Image七家公司聯合組成,有強大的廠商後盾。而因為HDMI具有的以上種種優點,它已經成為高清設備的主要連接方式,目前推出的HDTV基本全都配備 HDMI接口,大尺寸的電腦平板顯示器同樣有類似的流行趨勢。

不過,在電腦上接駁HDMI接口和家用播放機還是有差別的。家用播放機是同時處理視頻和音頻的,你只要將連接線插到家用播放機上的HDMI接口上,再連接 HDTV端就一切OK了。電腦處理的情況就要複雜很多,雖然視頻和音頻也是同步處理,但卻是通過不同的配件來實現,顯卡輸出視頻,聲卡輸出音頻,兩者因為 源於不同的配件,所以想要同步就可能出現問題。

現有的HDMI接口顯卡都存在這樣的問題,如果你想要使用HDMI接口,那麼就只能再從主板的集成聲卡上輸出一根數字音頻連接線連接到顯卡上,或者從獨立聲卡上引出一根數字音頻連接線連接到顯卡上,不免有些麻煩。

『現有HDMI接口顯卡音頻的輸出方式(採用主板集成聲卡)』

『現有HDMI接口顯卡音頻的輸出方式(採用獨立聲卡)』

上 面兩張圖片是這兩種情況的示意圖,都需要另外的數字音頻連接線,增加了線材的連接複雜程度,降低了可靠度,有可能出現兼容問題。舉個例子,我的一位朋友, 採用這種方式連接,很不幸,HDMI輸出給日立等離子電視後,沒有聲音,被迫另外接駁模擬音箱播放聲音,至今深感遺憾,痛苦不已:P。

說到這裡,可能有的讀者已經明白了,在ATI HD 2000系列顯卡上,由於集成了數字聲卡,所以用戶需要輸出HDMI信號連接相應的顯示設備,就不再需要從主板或者聲卡上引線線到顯卡上,直接利用顯卡上 集成的數字聲卡處理音頻,自動從HDMI接口輸出數字音頻,大大給用戶的使用提供了方便。

『現有HDMI接口顯卡都包含一個數字音頻的輸入接口』

上圖是一款在售的集成HDMI接口的顯卡,可以看到,除了HDMI接口,最左側還有一個數字音頻的輸入接口,就是用來連接聲卡的數字音頻輸出,從而才能達成視頻音頻的統一,從HDMI接口中同步輸出。

『HD 2000系列因為集成了HD音頻處理器,所以免去了額外的連線』

上圖是HD2600、HD2400系列顯卡的輸出模式,因為顯卡本身集成了HD音頻處理器,所以視頻音頻可以同時處理,不需要再另外引入數字音頻信號,供HDMI接口輸出。

『HD2600、HD2400只需要一個DVI-HDMI的轉接頭,其中包含音頻部分』

看一下上面的實際照片,是不是變得十分簡單,一個轉接頭DVI-HDMI轉接頭就能實現,大大簡化了連線的複雜度。

我們探討的是採用HDMI接口的情況,因為HDMI具備的高畫質、簡單連接、長度更寬鬆等優點決定其今後使用的廣泛性,如果你執意使用DVI+音頻輸出的 模式也未嘗不可。HD 2000系列提供了這個功能,就是讓用戶有了更好的選擇,而這一點在其它產品上還不能實現。

最後,我們來介紹一下HD2600、HD2400系列集成的HD音頻處理器的規格,它支持AC3(5.1)規範的Dolby Digital和DTS編碼格式,支持32kHz、44.1kHz、48kHz的16-bit音頻流,對於Vista和WinXP操作系統都有很好的支 持,音頻規格能夠滿足主流高清需求。可以說,HD2600、HD2400顯卡上提供的HDMI輸出已經是目前相對完善的解決方案。


在CPU的選擇上,經過我們簡單測試,最後只選擇了Sempron閃龍2800+一款處理器作為代表,甚至連任何一款低檔雙核處理器都沒有採用,理由其實十分簡單,因為不需要!即便Sempron 2800+這樣的單核低頻處理器,在後面測試中的成績已經非常令人瞠目了

測試採用的顯卡是迪蘭恆進Radeon HD 2600Pro GDDR2版本,需要指明的是,具備UVD引擎的HD2600系列顯卡具備相似的硬件解碼性能,成績差距只有1~2%的CPU佔用率,我們採用了頻率較低 的GDDR2版本的迪蘭恆進HD 2600Pro顯卡進行測試,更能說明其解碼能力的強大。

硬件環境|HARDWARE
處理器/CPUAMD Sempron閃龍 2800+ 1.6GHz(單核心)
主板/MotherboardASUS(華碩) M2N32-SLI Premium
內存/MemoryA-DATA(威剛)DDR2-800 512MB
硬盤/HDDSeagate Barracuda(希捷酷魚) 7200.7 160GB
顯卡/VGA Card

迪蘭恆進 Radeon HD 2600Pro GDDR2
ATI Radeon X1950GT
NVIDIA GeForce 8500GT GDDR3

聲卡/AudioMams xm21c1 (聲卡開啟
散熱器/CoolerASUS(華碩)Silent Square
電源/PowerHuntkey(航嘉)寬幅王二代 350W
操作系統|OS
操作系統/OCWindows XP sp2
驅動程序|DRIVERS
主板驅動/MB DriversNVIDIA Forceware 9.37 WHQL
顯卡驅動/VGA Dirvers

ATI 催化劑 7.6 WHQL版
NVIDIA Forceware 165.01版

這次的測試影片選擇了4部VC-1編碼影片+2部H.264編碼影片,均為1080p規格的頂級影片,可以均衡考量迪蘭恆進HD2600Pro的高清解碼能力。在播放軟件方面,統一採用PowerDVD 7.3 Ultra版負責。

此次登場的影片共有6部,分別是:《X戰警 3》(藍光DVD版,H.264編碼)、《加勒比海盜》(藍光DVD版,H.264編碼)和《劍魚行動》(HDDVD版,VC-1編碼)、《金剛》(HDDVD版,VC-1編碼)、《黑客帝國》(HDDVD版,VC-1編碼),《碟中諜1》(HDDVD版,VC-1編碼)。片源選擇上,我們儘量選擇知名度比較高的影片。


《变形金刚》高清预告片性能测试

《变形金刚》高清预告片规格:1080P、H.264编码、平均编码率低于10Mb/s。因为是预告片,所以影片的规格并不高,经过简单测试,我们确定这 个片段平均编码率不足10Mb/s,而且中间穿插了大量的预告字幕导致码率多次降到个位数。因此这个预告片并不能代表实际高清影片的负载要求,后面的其它 正式高清影片的测试成绩更有参考价值。

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