视频编码性能
20世纪80年代到21世纪初,台式PC机是主要的计算平台。PC机具备独立的组件部分,如CPU,芯片组和独立显卡。在此期间,Intel(R) 810(TM)掀起了集成显卡的起步阶段,并且集成显卡主要针对低端市场。此时的电量消耗也不是一个需要特别关心的事情。平台迭代的最大区别就是CPU速度。因此,当设计CPU的微架构时,关键问题之一是如何实现更高的性能。实现这一目标的传统方法是不断提高时钟频率。然而,晶体管速度的增长已接近其物理极限,这意味着处理器时钟频率无法继续增加。在过去几年中,台式机和平板电脑的最高CPU速度趋于稳定,分别为3~3.5 GHz和1.5~2 GHz。随着具有更小外形尺寸的平台的出现,保持处理器频率受限已成为新的常态,同时焦点已经转向降低系统功耗并更有效地利用可用系统资源。
数字视频应用需要大量的处理步骤。并且,实时处理和回放需求要求系统需要具备某些功能和性能级别。仅仅几十年前,实时视频编码主要还集中在非商业学术解决方案中。在这些方案中,需要使用高性能的专用的硬件,或基于通用处理器的大规模的并行计算,才能实现实时视频编码。对于实时视频而言,硬件和软件都需要在系统和应用程序级别进行仔细的性能优化和调整,才能实现合理的质量。然而,随着近年来处理器速度和系统资源利用率的大幅提升,如今的处理器可以实现更高数量级的编码速度,同时还能获得更好的质量。
本章首先简要讨论CPU时钟速度,并考虑为什么无限期增加时钟速度是不切实际的。然后讨论提高视频编码速度的动机,以及达到该编码速度所需的权衡。然后我们讨论影响编码速度的因素,可能遇到的性能瓶颈以及优化方法。最后,我们介绍了各种性能测量注意事项,工具,应用程序,方法和指标。
Copy link