PureVideo

Логотип nVidia PureVideo

PureVideo — аппаратная функция, разработанная компанией nVidia для переноса нагрузки по декодированию и последующей обработке видео с центрального процессора на графический процессор (GPU). PureVideo поддерживается графическими процессорами GeForce начиная с GeForce 6 серии, а также GeForce M и NVIDIA Quadro. Драйверы устройств NVIDIA для Windows XP, Windows Vista и Windows 7 поддерживают PureVideo и, при наличии соответствующего прикладного программного обеспечения, будут автоматически использовать любое аппаратное ускорение, доступное на данной модели GPU.

Все программные проигрыватели HD DVD/Blu-ray, так же как и большинство программных DVD-плееров, поддерживают технологию PureVideo. Windows Media Player и Windows Media Center также поддерживают технологию NVIDIA PureVideo.

14 ноября 2008 года NVIDIA выпустила бета-версию драйвера устройства с закрытым исходным кодом и API с открытым исходным кодом под названием VDPAU, с поддержкой PureVideo для Linux, FreeBSD и Solaris.^[1]

PureVideo HD

PureVideo HD (см. «проблемы обозначения» ниже) является обозначением, идентифицирующим графические платы NVIDIA, сертифицированные для HD DVD и Blu-ray, в части выполнения требований проигрывания HD DVD/Blu-ray на ПК:

1. Непрерывное шифрование (HDCP) для цифровых интерфейсов (DVI-D/HDMI/DisplayPort)
2. Декодирование в реальном времени H.264 L4.1, VC-1 L3, и MPEG-2 MP@HL (1080p30)
3. Двухпоточное декодирование в реальном времени для «картинки в картинке» HD DVD/Blu-ray (основное видео 1080p, вторичное видео 480p)

Первое поколение PureVideo HD

Изначально PureVideo появился на GeForce 6 серии. Будучи основанным на механизме GeForce FX (VPE), PureVideo использует аналогичный конвейер MPEG-1/MPEG-2-декодирования, кроме того улучшает качество деинтерлейсинга и изменены размеры оверлея. Также была улучшена совместимость с DirectX 9 VMR9 рендером. Другие функции VPE, такие как конвейер MPEG-1/MPEG-2-декодирования, оставили неизменными. NVIDIA опубликовала документацию, описывающую аппаратное ускорение для VC-1 и H.264 видео, но эти функции не присутствовали при запуске серии.

К моменту выпуска GeForce 6600, PureVideo добавили аппаратное ускорение для VC-1 и H.264 видео, хотя уровень ускорения и был ограничен по сравнению с ускорением MPEG-2 видео. VPE (и PureVideo) разгружает практически весь конвейер MPEG-2 (кроме начального этапа — обработки бинарного потока (декодирования длин серий, декодирования переменной длины (VLD) и обратного преобразования)^[2], тогда как для VC-1 первое поколение PureVideo предложило ограниченное ускорение (компенсацию движения).

PureVideo HD первого поколения иногда называют «PureVideo HD 1» или VP1, но это не официальное обозначение NVIDIA.

Второе поколение PureVideo HD

Начиная с чипов G84/G86 (продаваемых как GeForce 8400/8500/8600), NVIDIA существенно перепроектировала блок декодирования H.264 GPU. Второе поколение PureVideo HD добавило выделенный поточный процессор (BSP) и улучшило видеопроцессор, который позволил GPU полностью разгрузить конвейер H.264-декодирования. VC-1 ускорение был также улучшено, теперь PureVideo HD взял на себя среднюю часть конвейера декодирования (обратное дискретное косинусное преобразование (iDCT) и этапы компенсации движения). Первый этап конвейера декодирования (обработка бинарного потока) все еще декодируется ЦП^[3][4]. Второе поколение HD PureVideo позволило большинству ПК проигрывать фильмы HD DVD и Blu-ray, так как основная нагрузка по декодированию и обработке видео была переложена на GPU.

PureVideo HD второго поколения иногда называют «PureVideo HD 2» или VP2, хотя это не официальное обозначение NVIDIA. Это соответствует набору функций NVIDIA VDPAU A.

Третье поколение PureVideo HD

С появлением чипов G98 (представленных на рынке как GeForce 8400GS), в PureVideo добавили аппаратное ускорение декодирования бинарного потока VC-1-видео, кроме того были незначительно улучшены блоки декодирования MPEG-2. Функциональность конвейера H.264-декодирования оставили неизменной.

Все текущее третье поколение аппаратных средств PureVideo (G98, MCP77, MCP78, MCP79, MCP7A) не может декодировать H.264 для следующих горизонтальных разрешений: 769—784, 849—864, 929—944, 1009—1024, 1793—1808, 1873—1888, 1953—1968 и 2033—2048 пикселей^[5]

PureVideo HD третьего поколения иногда называют «HD PureVideo HD 3» или VP3, хотя это не официальное обозначение NVIDIA. Это соответствует набору функций NVIDIA VDPAU B.

Четвертое поколение PureVideo HD

Начиная с чипов GT215, GT216 и GT218 (продаваемых под именами GeForce GT 240, GeForce GT 220 & GeForce 210/G210), NVIDIA добавила аппаратное ускорение декодирования бинарного потока MPEG-4 part 2 Advanced Simple Profile^[6]. H.264-декодер больше не имеет ограничений предыдущей версии по размеру кадра. Добавлено аппаратное ускорение для MVC — расширения H.264, используемого на дисках Blu-ray 3D . Те же самые функции поддерживаются и GeForce 400.

PureVideo HD четвертого поколения иногда называют «PureVideo HD 4» или VP4, хотя это не официальное обозначение NVIDIA. Это соответствует набору функций NVIDIA VDPAU C (который из-за недостатков API в настоящий момент не поддерживает MVC).

Проблемы обозначения

Поскольку внедрение и последующее развитие технологии PureVideo не синхронизировались с планом выпуска GPU NVIDIA, возможности технологии PureVideo не соответствовали классам поддерживающих их GPU.

Первое поколение GPU с поддержкой PureVideo (GeForce 6 серии) охватило широкий диапазон возможностей. На самом слабом из GeForce 6 серии (GeForce 6200) PureVideo был ограничен контентом разрешения (720x576). Средний и производительный классы были разделены между более старым GeForce 6800 GT, который не ускорял H.264/VC-1 вообще, и более новым (GeForce 6600 GT) обладающим аппаратным ускорением VC-1/H.264 разгружающим ЦП.

В 2006 г. с запуском GeForce 7900 было формально запущено PureVideo HD первого поколения (VP1). В 2007 г., когда было выпущено второе поколение PureVideo HD (VP2) на видеокартах Geforce 8500 GT/8600 GT/8600 GTS, NVIDIA расширила понятие PureVideo HD, чтобы технология включала оба поколения устаревающие VP1 GPU (Geforce 7900/8800 GTX) и более новые VP2 GPU. Таким образом, технология PureVideo HD стала включать в себя продукты двух разных поколений.

NVIDIA прокомментировала это так: любая видеокарта, поддерживающая технологию PureVideo HD, обеспечивает воспроизведение Blu-ray/HD DVD при наличии соответствующих системных компонентов. Просто для H.264/VC-1 VP1 обеспечивает более слабое ускорение по сравнению с VP2, значительно сильнее загружая ЦП. В то же время достаточно производительный процессор вполне в состоянии проиграть Blu-ray без любого аппаратного ускорения вообще.

Конкурентная технология — унифицированный видео декодер ATI (UVD) сопоставим с третьим поколением PureVideo HD (VP3) с точки зрения ускорения декодирования видео. Сравнительные тесты, ранее проводимые AnandTech, нашли, что UVD выиграл у VP2 в воспроизведении VC-1-видео.^[7]

Таблица PureVideo HD GPU

Наименование видеокарты	Тип процессора	PureVideo HD	Набор функций VDPAU	Дата выпуска	Примечания
GeForce 6 серия	NV4x	VP1	Не поддерживается		Построенные на чипе NV40 модели GeForce 6800 не поддерживают ускорение VC-1/H.264
GeForce 7 серия	G7x	VP1	Не поддерживается		-
GeForce 8800 Ultra, 8800 GTX, 8800 GTS (320/640 MB)	G80	VP1	Не поддерживается	Ноябрь 2006	-
GeForce 8400 GS, 8500 GT	G86	VP2	A	Апрель 2007	-
GeForce 8600 GT, 8600 GTS	G84	VP2	A	Апрель 2007	-
GeForce 8800 GS, 8800 GT, 8800 GTS (512 MB/1 GB)	G92	VP2	A	Октябрь 2007	-
GeForce 8400 GS	G98	VP3[8]	B	Декабрь 2007	Только поздние 8400 GS карты, использующие чип G98, с поддержкой VP3
GeForce 8200, 8300	G98	VP3	B	Январь 2008	Не предназначены для работы CUDA
GeForce 9600 GSO 512, 9600 GT	G94	VP2	A	Февраль 2008	-
GeForce 9600 GSO, 9800 GT, 9800 GTX, 9800 GTX+, 9800 GX2	G92	VP2	A	Март 2008	-
GeForce GTX 260, GTX 275, GTX 280, GTX 285, GTX 295	GT200	VP2	A	Июнь 2008	-
GeForce 9400 GT, 9500 GT	G96	VP2[9]	A	Июль 2008	-
GeForce 9300M GS, 9300 GS, 9300 GE	G98	VP3[8]	B	Октябрь 2008	В основном устанавливаются в ноутбуки и на материнские платы
GeForce 205, 210/G210, 310, G210M, 305M, 310M	GT218	VP4[6]	C	Октябрь 2009	-
GeForce GT 220, 315, GT 230M, GT 240M, GT 325M, GT 330M	GT216	VP4[6]	C	Октябрь 2009	-
GeForce GT 240, GT 320, GT 340, GTS 250M, GTS 260M, GT 335M, GTS 350M, GTS 360M	GT215	VP4	C	Ноябрь 2009	-
GeForce GTX 465, GTX 470, GTX 480, GTX 480M	GF100	VP4	C	Март 2010	-
GeForce GTX 460, GTX 470M	GF104	VP4	C	Июль 2010	-
GeForce GTS 450, GT 445M, GTX 460M, GT 555M	GF106	VP4	C	Сентябрь 2010	-
GeForce GT 420 OEM, GT 430, GT 440, GT 415M, GT 420M, GT 425M, GT 435M, GT525M, GT 540M, GT 550M	GF108	VP4	C	Сентябрь 2010	-
GeForce GTX 570, GTX 580, GTX 590	GF110	VP4	C	Ноябрь 2010	-
GeForce GTX 560, GTX 560 Ti	GF114	VP4	C	Январь 2011	-
GeForce 410M, GT 520M	GF119	VP4	C	Январь 2011	-
GeForce GTX 550 Ti	GF116	VP4	C	Март 2011	-
GeForce 410M, GT 520	GF119	VP5	D	Апрель 2011	Добавлено декодирование 4k видео
GeForce GT 530	GF118	VP4	C	Май 2011	-
GeForce GT 545	GF116	VP4	C	Май 2011	-
ION, ION-LE[10]	C79	VP3	B		-
NEXT-GENERATION ION	GT218	VP4	C		-

Наборы функций NVIDIA VDPAU

Наборы функций NVIDIA VDPAU^[5] являются различными аппаратными поколениями с разными аппаратными возможностями декодирования. Для всех текущих наборов функций от NVIDIA максимальная ширина и высота видео — 2048 пикселей, минимальная ширина и высота — 48 пикселей, и все кодеки в настоящий момент ограничены максимумом 8192 макроблоками (8190 для VC-1/WMV9). Частичное ускорение означает, что VLD декодирование выполняется на ЦП, GPU же, выполняет только iDCT, компенсацию движения и деблокирование. Полное ускорение означает, что GPU выполняет всё — VLD, iDCT, компенсацию движения и деблокирование.

Набор функций A

Полное ускорение для H.264

Частичное ускорение для MPEG-1, MPEG-2, VC-1/WMV9

Набор функций B

Полное ускорение для MPEG-1, MPEG-2, VC-1/WMV9 и H.264.

Весь набор функций B не может аппаратно декодировать H.264 для следующих ширин: 769—784, 849—864, 929—944, 1009—1024, 1793—1808, 1873—1888, 1953—1968, 2033—2048 пикселей.

Набор функций C

Полное ускорение для MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 part 2 ASP, VC-1/WMV9 и H.264.

Глобальная компенсация движения и разделение данных не поддерживаются для MPEG-4 Part 2.

Набор функций D

Полное ускорение для MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 part 2 ASP, VC-1/WMV9 и H.264.

Глобальная компенсация движения и разделение данных не поддерживаются для MPEG-4 Part 2.

Декодирование 4k видео

Поддержка со стороны программ

• Media Player Classic Home Cinema
• Microsoft Windows Vista/Windows 7 встроенные MPEG-2 и MPEG-4 AVC (только Windows 7) кодеки
• Cyberlink PowerDVD
• Corel WinDVD

А также любое программное обеспечение, которое поддерживает XvMC, VDPAU или DXVA (в зависимости от аппаратного обеспечения и операционной системы).

См. также

• Unified Video Decoder

Примечания

1. ↑ Larabel, Michael NVIDIA Driver Brings PureVideo Features To Linux  (англ.). Phoronix (14 November 2008). Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 1 ноября 2010.
2. ↑ PureVideo: Digital Home Theater Video Quality for Mainstream PCs with GeForce 6 and 7 GPUs  (англ.) (PDF). NVIDIA. Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 1 ноября 2010.
3. ↑ PureVideo Support table  (англ.) (PDF). NVIDIA. Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 1 ноября 2010.
4. ↑ PureVideo HD Support table  (англ.) (PDF). NVIDIA. Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 1 ноября 2010.
5. ↑ ^{1 2} Appendix H. VDPAU Support  (англ.). NVIDIA. Проверено 1 ноября 2010.
6. ↑ ^{1 2 3} Wilson, Derek NVIDIA’s GeForce GT 220: 40nm and DX10.1 for the Low-End  (англ.). AnandTech (23 July 2007). Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 3 ноября 2010.
7. ↑ Wilson, Derek HD Video Decode Quality and Performance Summer '07  (англ.). AnandTech (23 July 2007). Архивировано из первоисточника 15 марта 2012. Проверено 3 ноября 2010.
8. ↑ ^{1 2} nV News Forums — View Single Post — VDPAU capablilities and generations?
9. ↑ OMG! 9500GT comes without VP3? — NVIDIA Forums
10. ↑ Specifications

Ссылки

• NVIDIA’s PureVideo homepage
• NVIDIA’s PureVideo HD homepage