artykuły

Intel HD Graphics 2000 – „integra” do obróbki wideo

Multimedialny „kombajn” w procesorze

54
10 kwietnia 2011, 13:28 Michał Grzegorz Wójcik

Intel Quick Sync

W ostatnich latach dekodowanie i konwertowanie materiałów wideo stało się głównym zadaniem pecetów. Sam serwis YouTube zmienił każdego posiadacza kamery w operatora filmowego. A rewolucja w dziedzinie urządzeń przenośnych tylko w tym pomogła. Większość  kieszonkowych odtwarzaczy i smartfonów wymaga konwertowania dobrej jakości materiału wideo na bardziej skompresowane formaty. Ten trend zaczął się ujawniać ponad pięć lat temu, kiedy pojawiły się pierwsze nośniki filmów wysokiej rozdzielczości (HD), wyznaczające schyłek epoki standardowej rozdzielczości (SD). Już wówczas inżynierowie firmy Intel dostrzegli potencjał komputerów osobistych jako maszyn do obróbki materiałów wideo i zaczęli szukać rozwiązań przyspieszających kodowanie i dekodowanie strumieni wideo. Zarys tej funkcji procesorów Core drugiej generacji poznaliśmy dokładniej dopiero na IDF-ie 2010.

Technika znana jako Quick Sync wykorzystuje zaimplementowaną w procesorze wyspecjalizowaną strukturę krzemową, której zadanie polega tylko na przetwarzaniu strumieni wideo i akceleracji odtwarzania. Przeznaczenie części powierzchni rdzenia krzemowego pod takie układy wydaje się sporym „poświęceniem”. Cierpi na tym wydajność w grach lub szybkość samego procesora. Po dłuższym zastanowieniu można jednak stwierdzić, że to niewielka cena, jak na tak popularne zastosowanie.

Poprzednia generacja HD Graphics umiała obsłużyć strumienie: MPEG-2, VC-1 i AVC. Ale inne algorytmy kompresji obrazu stosowane w nowoczesnych formatach nadal nie były obsługiwane sprzętowo i musiały być przetwarzane przez nieprzeznaczone do tego jednostki, co z reguły oznacza spore zużycie zasobów i małą efektywność, a więc i pobór mocy. Sandy Bridge przynosi zmianę: cały wyspecjalizowany potok dekodujący multimedia obsługuje większość obecnie dostępnych formatów i algorytmów kompresji. Dzięki temu, że podczas intensywnych zadań dekodowania wideo większość obliczeń wykonuje wyspecjalizowany potok obliczeniowy, pozostałe zasoby CPU są stosunkowo mało obciążone i generują niewiele mocy i ciepła.

Co ważne, sprzętowy dekoder jest układem wielowątkowym i może przetwarzać wiele materiałów równolegle. Nasze testy potwierdziły, że zarówno HD 3000, jak i HD 2000 zapewniają płynność nawet podczas odtwarzania pięciu filmów 1080p. Warto dodać, że używając karty graficznej Nvidii, można oglądać trzy niezależne źródła Full HD, a w przypadku kart AMD – tylko jedno.

Do kodowania strumieni wideo stosowany jest wyspecjalizowany blok połączony z jednostkami wykonawczymi (EU, ang. execution units), zwany przez Intela koprocesorem. Wykorzystuje on wspomniane jednostki wykonawcze, ale większość obliczeń wykonują wyspecjalizowane układy. Podczas kodowania najczęściej używany jest potok dekodujący działający wyłącznie na poziomie sprzętowym, który odciąża jednostki wykonawcze. W efekcie architektura Sandy Bridge przetwarza materiały wideo w pełni sprzętowo, w odróżnieniu od poprzednich generacji procesorów, które robiły to programowo.

Dlatego architektura Sandy Bridge zapewnia znaczące przyspieszenie przetwarzania materiałów wideo przez ich dekodowanie i natychmiastowe kodowanie w innym standardzie. Podczas takiego zabiegu obciążenie rdzeni procesora nie przekracza 20%, co umożliwia jednoczesne wykonywanie innych zadań na komputerze.
Dzięki Quick Sync Intel wyprzedził rywali – Nvidię z techniką CUDA i AMD ze Streamem, bo konkurencyjne rozwiązania wykonują te same zadania wyraźnie dłużej. A wszystko dlatego, że producenci kart graficznych zaprzęgli do pracy wielofunkcyjne procesory strumieniowe zamiast jednostek ściśle przeznaczonych do wykonywania poszczególnych algorytmów. Nie wiadomo, czy Nvidia i AMD odpowiedzą, wprowadzając takie jednostki w swoich produktach, ale wiadomo, że działają znacznie szybciej.

 

Pozostaje kwestia implementacji Quick Sync w oprogramowaniu. Obecnie jest dostępnych kilka programów, których najnowsze wersje wykorzystują potencjał procesorów Sandy Bridge. Są to m.in.: ArcSoft MediaConverter, Corel DVD Factory, CyberLink MediaEspresso, Movavi Video Converter, Roxio Creator. Do tego z rozwiązań Intela czerpie wiele odtwarzaczy wideo.
2