În zilele noastre, computerele de orice dimensiune pot reproduce videoclipuri în diferite formate și rezoluții fără probleme, dar hardware specializat este folosit pentru a putea fi văzut reprodus pe ecran. Dar v-ați întrebat vreodată cum funcționează codecurile video hardware? În acest articol, vă vom explica.
Primele computere multimedia aveau nevoie de o placă separată pentru a putea decoda video, unii chiar își amintesc cum primele unități DVD pentru PC au fost vândute cu plăci de decodare.
Încetul cu încetul, datorită beneficiilor legii lui Moore, dimensiunea acestor decodoare a fost redusă până când au fost integrate în procesoarele grafice, evitându-ne să achiziționăm hardware suplimentar pentru a viziona filme și serii pe computerele noastre și astăzi ne putem bucura de acestea oriunde.
Ce este un procesor de semnal digital?
Procesoarele digitale de semnal, sau cunoscute sub acronimul DSP, iau un semnal de date de intrare și îi aplică un algoritm, generând un semnal sau date de ieșire. Acestea pot fi utilizate pentru a decoda formatele de fișiere multimedia și decodifica astfel un flux de date de intrare care poate aparține unui format de fișier multimedia sau altului.
Acestea nu trebuie confundate cu procesoarele cu funcții fixe, deoarece DSP execută un program și acest lucru poate fi modificat, dar în mod normal programul menționat nu este accesibil la nivelul utilizatorului și chiar producătorul DSP are acces la memorie. care include acest program, care este în mod normal actualizat prin actualizări de firmware efectuate chiar de producător.
Adică, DSP-urile sunt un tip de procesor precum CPU-uri, GPU-uri etc. Dar în ultimii ani au fost din ce în ce mai integrate în diferite tipuri de procesoare pentru a accelera anumite sarcini multimedia, în special decodarea în timp real a anumitor formate multimedia.
Cum funcționează codecurile hardware pe computerele noastre?
Un decodor nu este altceva decât un DSP, care execută un program în care convertește blocurile de date ale unui fișier multimedia în succesiunea de imagini și sunet pe care le vedem la televizorul nostru. Dar, nu ar fi suficient să putem reproduce imaginile așa cum sunt? Răspunsul este că acest lucru ar fi extrem de ineficient, deoarece dacă ar fi să gestionăm datele necomprimate, am avea nevoie de o cantitate enormă de spațiu pentru stocare și lățime de bandă.
De aceea, fișierele multimedia sunt comprimate în diferite formate, nu este cu adevărat diferit decât atunci când comprimăm sau decomprimăm un fișier și principiul este același. Compresia se poate baza pe lucruri cum ar fi luarea elementelor comune și acordarea acestora unei anumite valori, stocarea variației culorii de la cadru la cadru etc.
Cea mai dificilă parte este codificarea, care constă în conversia unei imagini brute, a unui film sau a unui fișier audio într-unul dintre formate, procesul necesită o putere de calcul mult mai mare decât decodarea, de aceea de multe ori noile formate se bucură de decodoare cu mult înainte de codificatoare la același format.
De ce sunt dezvoltate noi codecuri video?
Motivul este că apar noi forme de consum, de exemplu codecul video pentru DVD-Video a fost H.263 sau MPEG-2, care era suficient de bun pentru a reproduce videoclipuri pe un televizor convențional cu tub, dar când a făcut saltul la Blu-Ray, s-a văzut că acest format nu era cel mai bun pentru viteza de transmisie a noului stoc de atunci format, deci a fost necesară crearea H.264.
În prezent, era formatelor optice a trecut în istorie, iar furnizorii de conținut trebuie să transmită prin rețea, deși o rețea cu fibră optică are o viteză mai mare decât un BluRay pentru furnizorii de conținut, este mult mai bine să puteți transmite mult mai mult conținut mai bine într-o lățime de bandă specifică, deoarece aceasta înseamnă economii pentru ei în infrastructura serverelor lor, atât în servere, cât și în comunicații.
Omologul la nivel de utilizator? Codecurile video și audio comprimă cu atât mai multe date ajung să necesite o capacitate de calcul mai mare, deoarece numărul de pași pentru a reconstrui datele originale ajunge să fie mult mai mare, necesitând DSP-uri de putere mai mare pentru aceasta.
Unde se găsesc codecurile video hardware?
În PC în mod normal în GPU fiind unul dintre acceleratorii aceluiași, care sunt conectați la Northbridge-ul privat al GPU-ului în sine. În cazul SoC-urilor, pentru că Procesor și GPU împărtășesc același Northbridge, sunt conectate în Northbridge-ul general al aceluiași.
În cazul CPU-urilor, nu este normal să se găsească hardware specializat pentru codificare și decodare video, deși nu există niciun impediment pentru ca acestea să fie integrate ca coprocesor, deși nu este obișnuit deoarece este necesar să accesați memoria video din moment ce controlerul de afișare va fi cel care citește imaginea decodificată de CODEC video ca tampon de imagine.
În SoCs, codecurile au o relație directă cu alte DSP-uri și / sau acceleratoare, cum ar fi ISP-ul însărcinat cu digitalizarea imaginilor captate de cameră și chiar cu procesoare neuronale AI specializate, cu care lucrează cot la cot, fie pentru a digitaliza în video formează ceea ce captăm cu camera și pentru a schimba rezoluția și a corecta zgomotul imaginii și sunetului videoclipurilor.
