AMD Radeon HD 6800: novinky v architektuře
1.11.2010, Petr Štefek, technologie
Zbrusu nové Radeony HD 6800 jsme si již otestovali a nyní přichází řada na článek o tom, co se změnilo s dalším evolučním krokem v architektuře DirectX 11 grafických jader společnosti AMD. Novinek je opravdu dost, tak si je pojďme popsat.
Kapitoly článku:
- AMD Radeon HD 6800: novinky v architektuře
- Display Port 1.2 - co vše pro nás vyřeší?
- HDMI 1.4a, akcelerace videa a 3D filmy
Radeony HD 5800 s čipem Cypress jsou vybaveny HDMI 1.3 a Radeony HD 6800 s čipem Barts již verzí HDMI 1.4a, což bude zřejmě platit pro všechny nově příchozí Radeony HD 6000. Přínos je jasný. Běžný smrtelník sldující HD filmy ve Full HD (1080p) může tuto část rovnou přeskočit, neboť na své si přijdou fanoušci 3D filmové projekce a her.
Pro 3D filmy nyní platí, že si je přes HDMI můžete pustit v rozlišení 1080p (stereoskopické brýle jsou ovšem nutností) a pro stereoskopické hry platí, že limitem bude na televizi rozlišení 720p, což není mnoho, ale je si třeba uvědomit, že se jedná u těchto her o zobrazovací frekvenci 120 Hz (tedy 60 Hz pro každé oko). Pokud se ptáte, proč tolik povyku okolo HDMI 1.4a, když DisplayPort 1.2 umí podstatně vyšší rozlišení, pak vězte, že zde se uvažuje jako primární využití LCD a plazmových televizí, které disponují právě HDMI. Časem se jistě objeví i low-endové modely AMD Radeon s podporou HDMI 1.4a, které se tak mohou stát jasnou volbou pro HTPC.
Evolucí prošlo i dekódování videa, které je nyní pojmenováno jako UVD 3 a označuje Unified Video Decoder. UVD si prošlo několika verzemi a od počátků, kdy byly podporovány jen kodeky VC-1 a H.264, které najdete převážně u HD záznamů na nosičích Blu-ray, přes částečnou podporu Mpeg-2, která je s námi od dob prvního filmového DVD, ale objevuje se i na některých HD nosičích. Konkurenční PureVideo společnosti Nvidia umí v podstatě to samé co technologie UVD podporovaná čipy ATI/AMD. UVD má za úkol převzít na svá bedra respektive bedra GPU starost o akceleraci videa různých formátů, které by CPU zbytečně zatěžovaly. GPU k akceleraci použije zlomku svých sil, kdežto procesor může být při softwarovém přehrávání HD záznamů na kolenou.
UVD3 podporuje tři nové kodeky, kde první je postarší Mpeg-2, který již není příliš využívaný, ale je v něm většina starších záznamů na DVD. Dalšími nově podporovaným kodeky jsou MVC a Mpeg-4, kam spadají DivX/XviD. Poslední dva jmenované jsou široce využívány při distribuci nelegálních filmů na internetu přes různá úložiště a sdílení souborů (nebudeme si nic nalhávat, u většiny z nás se nějaký ten snímek najde – pokud ovšem tento snímek dále nesdílíte nebo jinak nešíříte, tak se nedopouštíte ničeho nelegálního, i když se občas snaží různé organizace tvrdit opak). Samotné UVD3 vás ovšem nespasí, neboť ne všechny přehrávače jej podporují, setkáte se ním u většiny špičkových komerčních verzí přehrávačů jako je PowerDVD nebo WinDVD a u některých jiných.
UVD3 přichází s podporou Mpeg-4 ASP asi rok po Nvidii a jejím PureVideo, které ovšem tuto podporu má pouze u některých GPU určených především pro low-endový segment (HTPC). Podle všeho ale bude mít AMD náskok díky solidní práci s partnery (ano, nepřehlédli jste se) a už dnes je dispozici betaverze použitelného DivX kodeku, čímž se Nvidia nemůže pochlubit. Ze strany AMD je tedy větší připravenost na využití v reálné praxi, protože má podporu DivX, existuje kodek a ovladače Catalyst již tuto akceleraci zpřístupnily pro všechna rozlišení 480/720/1080p. Nvidia v tomto ohledu netlačí moc na pilu, takže je velmi pravděpodobné, že navíc díky absenci HDMI 1.4a a lepším možnostem přenosu streamovaného audia přes HDMI a DP, bude lepší volbou levná pasivně chlazená grafická karta právě ze stáje AMD.
Jsou zde ještě překážky na straně Windows 7, které neumí akcelerace skrz DXVA využít v praxi, takže je zde nutnost využít kodeky třetích stran, ale nic není ideální a každý trochu zkušenější uživatel si tento kodek jistě bude umět stáhnout. Hardwarová akcelerace bez kodeků třetích stran jako DivX je ještě čirou utopií, protože Microsoft nebude nikdy reagovat tak pružně a ochotně jako menší firmy, které na tom založily svůj byznys. Pro nás to znamená také to, že budeme často muset pro některé nově podporované věci sáhnout také po jiném přehrávači, než jakým je poněkud těžkopádný Windows Media Player.
Je velmi pravděpodobné, že AMD bude všechny tyto vymoženosti mít i u levnějších a dražších karet, než je série HD 6800, ale v případě opravdu levného low-endu musíme počítat s tím, že nejlevnějším kartám může akcelerace nebo SoC zabírat většinu výpočetních zdrojů. V případě zbrusu nových platforem Bobcat a Llano můžeme dokonce počítat s UVD3 pravděpodobně také a dokážu si konečně představit levný nettop a netbook přehrávajicí různé typy videa s propojením na televizi nebo větší monitor. Přehrávání HD videa nebo Mpeg-4 na platformách s Intel Atom je někdy opravdu utrpení.
Přehrávání Mpeg-2 je taková zvláštní záležitost, neboť podporu přehrávání respektive akcelerace měly již karty před zhruba 10 lety a průkopníkem v tom bylo ATI. Na druhou stranu dékodování Mpeg-2 a následný postprocessing není nijak zvlášť náročný při datovém toku, jaký má DVD, a tak ho zvládne i starý a slabý procesor jako je např. Pentium III nebo Athlon. Vylepšení v oblasti akcelerace Mpeg-2 nebyla v průběhu let nijak závratná a nejinak tomu je i teď. Máme jej zde k dispozici skrze UVD3, které v průběhu let dostalo kromě kompenzace pohybu a IDCT také Entropy Decoding. Co je tato neznámá zkratka?
Entropy Decoding není žádnou novinkou a známe jej díky formátu JPEG již dlouho. V principu jde o to, že každá komprese obrázku nebo políčka filmu znamená, že se změní dle algoritmu data, která po dekódování již neodpovídají přesně originálu. To je cena za ztrátové enkódování, kde ovšem můžeme regulovat, jaká chyba je v rámci dekódování ještě tolerovatelná a k tomu využíváme kvantizace (v našem případě dekvantizace) a parametrů určujících, jaká chyba je tolerovatelná v rámci dekódování tak, abychom dostali ve výsledku na výstupu obraz co nejvíce podobný originálu. Problematika je daleko složitější, ale v principu je nejlepší takový dekodér, jenž vytvoří obraz, který je nejvíce podobný originálu, aniž by znal přesný postup enkodéru. Nasazení entropického dekodéru je u UVD3 u všech podporovaných formátů videa.
Entropy decoder bylo možné velmi snadno vytvořit pro Mpeg-2 v rámci UVD3 díky mnoha podobnostem mezi Mpeg-2 a novějším Mpeg-4 ASP (Advanced Simple Profil – jedná se o nám známé běžné kodeky pro kvalitní video – SP profil je určen převážně pro méně kvalitní a datově úspornější formáty videa). Na druhou stranu je potřeba zvážit fakt v rámci mobilních zařízení s čipy Bobcat nebo Llano, jestli bude energeticky výhodnější, aby některé typy videa počítalo integrované GPU a jiné naopak zůstaly u CPU. Může se totiž velmi snadno stát, že by dékódování skrze CPU bylo u Mpeg-2 výhodnější.
Další přínos UVD3 najdeme u 3D stereoskopických filmů, kde UVD3 zvládne i MVC a následně akceleraci 3D filmů z nosičů Blu-ray. MVC (Multiview Video Coding) je v podstatě rozšíření pro stávající kodek H.264, který je přítomen u naprosté většiny Blu-ray filmů a také u filmů distribuovaných přes internet.
Máme zde rozšířené možnosti výstupů pro několik monitorů, podporu zobrazení filmů na několika monitorech a také konečně podporu 3D filmů. Výsledek může v budoucnu znamenat na bezrámově spojených panelech poměrně příjemný zážitek. Pro využití špičkových monitorů s rozšířeným RGB gamutem budou díky novému postupu zpracování a prvotnímu odstranění sRGB Gamma parametrů aplikace barevné korekce a až následné konverze do GMC (Gamma Color Space) moci věrněji zobrazit obraz. Monitory s širokým gamutem často nezobrazují klasický sRGB barevný signál tak, jak by měly v „obyčejných“ aplikacích (jako jsou přehrávače videa, hry a podobně).
Pro 3D filmy nyní platí, že si je přes HDMI můžete pustit v rozlišení 1080p (stereoskopické brýle jsou ovšem nutností) a pro stereoskopické hry platí, že limitem bude na televizi rozlišení 720p, což není mnoho, ale je si třeba uvědomit, že se jedná u těchto her o zobrazovací frekvenci 120 Hz (tedy 60 Hz pro každé oko). Pokud se ptáte, proč tolik povyku okolo HDMI 1.4a, když DisplayPort 1.2 umí podstatně vyšší rozlišení, pak vězte, že zde se uvažuje jako primární využití LCD a plazmových televizí, které disponují právě HDMI. Časem se jistě objeví i low-endové modely AMD Radeon s podporou HDMI 1.4a, které se tak mohou stát jasnou volbou pro HTPC.
Evolucí prošlo i dekódování videa, které je nyní pojmenováno jako UVD 3 a označuje Unified Video Decoder. UVD si prošlo několika verzemi a od počátků, kdy byly podporovány jen kodeky VC-1 a H.264, které najdete převážně u HD záznamů na nosičích Blu-ray, přes částečnou podporu Mpeg-2, která je s námi od dob prvního filmového DVD, ale objevuje se i na některých HD nosičích. Konkurenční PureVideo společnosti Nvidia umí v podstatě to samé co technologie UVD podporovaná čipy ATI/AMD. UVD má za úkol převzít na svá bedra respektive bedra GPU starost o akceleraci videa různých formátů, které by CPU zbytečně zatěžovaly. GPU k akceleraci použije zlomku svých sil, kdežto procesor může být při softwarovém přehrávání HD záznamů na kolenou.
UVD3 podporuje tři nové kodeky, kde první je postarší Mpeg-2, který již není příliš využívaný, ale je v něm většina starších záznamů na DVD. Dalšími nově podporovaným kodeky jsou MVC a Mpeg-4, kam spadají DivX/XviD. Poslední dva jmenované jsou široce využívány při distribuci nelegálních filmů na internetu přes různá úložiště a sdílení souborů (nebudeme si nic nalhávat, u většiny z nás se nějaký ten snímek najde – pokud ovšem tento snímek dále nesdílíte nebo jinak nešíříte, tak se nedopouštíte ničeho nelegálního, i když se občas snaží různé organizace tvrdit opak). Samotné UVD3 vás ovšem nespasí, neboť ne všechny přehrávače jej podporují, setkáte se ním u většiny špičkových komerčních verzí přehrávačů jako je PowerDVD nebo WinDVD a u některých jiných.
UVD3 přichází s podporou Mpeg-4 ASP asi rok po Nvidii a jejím PureVideo, které ovšem tuto podporu má pouze u některých GPU určených především pro low-endový segment (HTPC). Podle všeho ale bude mít AMD náskok díky solidní práci s partnery (ano, nepřehlédli jste se) a už dnes je dispozici betaverze použitelného DivX kodeku, čímž se Nvidia nemůže pochlubit. Ze strany AMD je tedy větší připravenost na využití v reálné praxi, protože má podporu DivX, existuje kodek a ovladače Catalyst již tuto akceleraci zpřístupnily pro všechna rozlišení 480/720/1080p. Nvidia v tomto ohledu netlačí moc na pilu, takže je velmi pravděpodobné, že navíc díky absenci HDMI 1.4a a lepším možnostem přenosu streamovaného audia přes HDMI a DP, bude lepší volbou levná pasivně chlazená grafická karta právě ze stáje AMD.
Jsou zde ještě překážky na straně Windows 7, které neumí akcelerace skrz DXVA využít v praxi, takže je zde nutnost využít kodeky třetích stran, ale nic není ideální a každý trochu zkušenější uživatel si tento kodek jistě bude umět stáhnout. Hardwarová akcelerace bez kodeků třetích stran jako DivX je ještě čirou utopií, protože Microsoft nebude nikdy reagovat tak pružně a ochotně jako menší firmy, které na tom založily svůj byznys. Pro nás to znamená také to, že budeme často muset pro některé nově podporované věci sáhnout také po jiném přehrávači, než jakým je poněkud těžkopádný Windows Media Player.
Je velmi pravděpodobné, že AMD bude všechny tyto vymoženosti mít i u levnějších a dražších karet, než je série HD 6800, ale v případě opravdu levného low-endu musíme počítat s tím, že nejlevnějším kartám může akcelerace nebo SoC zabírat většinu výpočetních zdrojů. V případě zbrusu nových platforem Bobcat a Llano můžeme dokonce počítat s UVD3 pravděpodobně také a dokážu si konečně představit levný nettop a netbook přehrávajicí různé typy videa s propojením na televizi nebo větší monitor. Přehrávání HD videa nebo Mpeg-4 na platformách s Intel Atom je někdy opravdu utrpení.
Přehrávání Mpeg-2 je taková zvláštní záležitost, neboť podporu přehrávání respektive akcelerace měly již karty před zhruba 10 lety a průkopníkem v tom bylo ATI. Na druhou stranu dékodování Mpeg-2 a následný postprocessing není nijak zvlášť náročný při datovém toku, jaký má DVD, a tak ho zvládne i starý a slabý procesor jako je např. Pentium III nebo Athlon. Vylepšení v oblasti akcelerace Mpeg-2 nebyla v průběhu let nijak závratná a nejinak tomu je i teď. Máme jej zde k dispozici skrze UVD3, které v průběhu let dostalo kromě kompenzace pohybu a IDCT také Entropy Decoding. Co je tato neznámá zkratka?
Entropy Decoding není žádnou novinkou a známe jej díky formátu JPEG již dlouho. V principu jde o to, že každá komprese obrázku nebo políčka filmu znamená, že se změní dle algoritmu data, která po dekódování již neodpovídají přesně originálu. To je cena za ztrátové enkódování, kde ovšem můžeme regulovat, jaká chyba je v rámci dekódování ještě tolerovatelná a k tomu využíváme kvantizace (v našem případě dekvantizace) a parametrů určujících, jaká chyba je tolerovatelná v rámci dekódování tak, abychom dostali ve výsledku na výstupu obraz co nejvíce podobný originálu. Problematika je daleko složitější, ale v principu je nejlepší takový dekodér, jenž vytvoří obraz, který je nejvíce podobný originálu, aniž by znal přesný postup enkodéru. Nasazení entropického dekodéru je u UVD3 u všech podporovaných formátů videa.
Entropy decoder bylo možné velmi snadno vytvořit pro Mpeg-2 v rámci UVD3 díky mnoha podobnostem mezi Mpeg-2 a novějším Mpeg-4 ASP (Advanced Simple Profil – jedná se o nám známé běžné kodeky pro kvalitní video – SP profil je určen převážně pro méně kvalitní a datově úspornější formáty videa). Na druhou stranu je potřeba zvážit fakt v rámci mobilních zařízení s čipy Bobcat nebo Llano, jestli bude energeticky výhodnější, aby některé typy videa počítalo integrované GPU a jiné naopak zůstaly u CPU. Může se totiž velmi snadno stát, že by dékódování skrze CPU bylo u Mpeg-2 výhodnější.
Další přínos UVD3 najdeme u 3D stereoskopických filmů, kde UVD3 zvládne i MVC a následně akceleraci 3D filmů z nosičů Blu-ray. MVC (Multiview Video Coding) je v podstatě rozšíření pro stávající kodek H.264, který je přítomen u naprosté většiny Blu-ray filmů a také u filmů distribuovaných přes internet.
Máme zde rozšířené možnosti výstupů pro několik monitorů, podporu zobrazení filmů na několika monitorech a také konečně podporu 3D filmů. Výsledek může v budoucnu znamenat na bezrámově spojených panelech poměrně příjemný zážitek. Pro využití špičkových monitorů s rozšířeným RGB gamutem budou díky novému postupu zpracování a prvotnímu odstranění sRGB Gamma parametrů aplikace barevné korekce a až následné konverze do GMC (Gamma Color Space) moci věrněji zobrazit obraz. Monitory s širokým gamutem často nezobrazují klasický sRGB barevný signál tak, jak by měly v „obyčejných“ aplikacích (jako jsou přehrávače videa, hry a podobně).
