网易视频云：视频硬件编码技术对比——QuickSyncvsNVencvsAMDVCE

1、-. z.网易视频云:视频硬件编码技术比照QuickSync vs NVenc vs AMD VCEQuicksyncIntel在 Sandy Bridge 架构 CPU 中引入了的 MF*Multi-Format Codec Engine，多格式编解码器引擎视频处理引擎。第一代 MF* 是从 Sandy Bridge 上引入的，现在的 Ivy Bridge 和下一代的 Haswell 也分别具备第二和第三代 MF*， Ivy Bridge 的第二代 MF* 主要是改良了性能，而 Haswell 的第三代 MF* 除了速度比Ivy Bridge 更快外，在同码率画面品质方面也会有 11% 的改

2、良。MF* 包含了解码器、编码器和视频效果处理器三局部，其中编码器属于二工位混合式的硬件编码器。Intel 将编码器的动作分为两组，即 ENC 和 PAK，其中 ENC 包括了码率控制、运动估算、帧间估算、模式抉择；而 PAK 包括了运动补偿、帧间预测、前向量化、像素重构、熵编码。ENC 操作由 GPU 的可编程 EU 矩阵执行，PAK 则是 MF* 的硬件流水线执行，两组动作对不同的帧同时执行，可以藉此到达最高性能。MF* 令人印象深刻的还有它的解码器性能。例如我们测试的 16 分钟 1080p 片段，在基于 GF110/GF104 的 GT* 580/GT* 560 Ti 上解码性能为 9

3、4.2 fps，基于GK104 的 GT* 680 是 158fps，而在 Sandy Bridge/ Ivy Bridge 的 i7-2600K/3770K 上解码性能居然分别高达让人瞪目乍舌的 460fps、606fps。硬件解码性能的强大，除了说明 GPU 能应付更复杂的视频解码外，还意味着可以在转码的时候更多地解放 CPU 负荷。此外，IVB的Quick Sync也统一到了Media SDK API下。CUDA/NVENC首先要说明，CUDA Encoder 和 NVENC 是两个不同的东西，前者是采用 GPU 的通用计算单元进展编码加速，后者则是增加了专门的硬线化编码电路作编码加速。

4、在今年发布的 Kepler 家族 GPU 中，NVIDIA 集成了专用的 h.264 硬件编码器NVENC，这和之前的 CUDA 编码器有很大的不同，因为之前的 CUDA 编码器是由 GPU 的通用计算执行局部 h.264 算法来实现加速。而 NVENC 则主要由专门为 h.264 算法定制的硬件单元来执行编码操作，主要的好处是在进展编码操作的时候性能/耗电比要比 CUDA Encoder 高很多。目前在官网已经提供了有关NVENC 的SDK可以下载，NVIDIA NVENC 能实现 4K 分辨率、支持 h.264 High Profile 4.1、3D 视频流压缩。支持 NVENC 的编码器

5、有有很多软件，例如 Cyberlink 的 Media Espresso 转码器媒体测试专用版。VCEAMD在最新一代的G架构中增加了专用的VCEVideo Encodec Enigine引擎，支持1080P 60fps视频转码，而且支持完整的H.264规*前一代转码只支持H.264 Baseline，唯一的问题是软件支持度不够好，发布5个多月了才有MediaEspresso支持。画质比照Hardware.fr用的是PSNR和SSIM数值，PSNRPeak signal-to-noise ratio，峰值信号噪点比例是信号强度与噪点强度的比值，可以用来衡量有损压缩编码过程中的失真度。而SSIM

6、structural similarity inde*，构造相似指数也是用来衡量两*图片之间的相似度。上面的计算只是基于平均状况，并不是全部内容，再来看一下500*逐帧截图中的SSIM指数吧。.hardware.fr/marc/h264nvenc/graph.htmfocus_inception720ps1真实截图比照.hardware.fr/marc/h264nvenc/imgpivy.htminception720a原文作出了动态效果，最下面是各种编码方案的画质选择，点击左侧局部，转码后的截图就会出现在网页左边，右边则是另一种方案的画质截图，比方上图中我选择了原图与GT* 670NVENC

7、编码，效果就是这个样子。结果是：NVIDIA GPU加速编码的画质损失依然是最严重的，而最新的H.264编码做的比拟好，特别是2-pass画质十分接近原始画质。转码速度及功耗使用的影片是720P分辨率的阿凡达，结果如下：说下表格的数据，第一列是转码时间，之后是待机功耗，第三列是转码时的功耗，最后一列是功耗差值来看NVENC，其转码速度明显优于GT* 480，性能高了133%之多。功耗方面，固定转码单元的GT* 680比GT* 480只低了21W，从差值上看也只有11W，并没有表现出比预期更明显的优势。总的来看，Quick Sync依然是最好的编码加速方案，功耗和转码性能上都排名第一。另外，H.

8、264 1-pass编码速度要比CPU还快，画质也高一些，而2-pass编码的速度不出意外地倒数第一，但是画质上傲视群雄。如果以W功耗/H时间，小时为根底来看转码功耗乘以时间s再除以3600，上图中的法文符号，在英文中是.，也就是说上图中的数值是6.87、8.95这样的小数而非整数，Quick Sync转码每小时消耗了0.83W电力，而GT* 670、GT* 680消耗的电力在3.10、3.24左右，其他方案消耗的就更高了，GT* 480效费比最差。总结：无论转码速度还是转码效率，Quick Sync依然是最正确的方案，NVIDIA的NVENC要胜过前代的CUDA方案，但还是比不过Intel。H.264软件转码中1-pass速度要超过CPU转码，2-pass虽然速度最慢，但是画质是最好的，适合对画质有较高要求的场合。至于AMD，技术上是好的，软件支持是杯具的。QuickSync是目前最快同时画质上最接近CPU的转码方案；NVENC的画质仍然难以让人满意；*264CPU在速度上的明显劣势使其除了追求高压