Dotaz: Nová grafická karta do starého počítače

[Vtipnéř]

Přeji hezký den všem.

Mám počítač Dell Optiplex 380 s procesorem Intel Core Duo na 3GHz s ArchLinuxem, na běžnou činnost mi to stačí. Rád bych se zeptal, jestli by se vyplatilo pořídit do něj novou grafickou kartu kvůli hardwarové podpoře při zpracování videa pomocí ffmpeg (archivace televizních nahrávek), případně jakou kartu byste mi doporučili.

Předem díky za rady.

Jirka

---

---

Odpovědi

[Max]

Ty na tom C2D děláš encoding videa? Nebo ti stačí jen hw akcelerace při přehrávání?
Zdar Max

[Vtipnéř]

Ty na tom C2D děláš encoding videa? Nebo ti stačí jen hw akcelerace při přehrávání?
Zdar Max

Jednou jsem to zkusil, takže nedělám -:). Jedná se mi o to, jestli by tomu nová grafická karta výrazně pomohla.

Video si zpravidla pouštím na televizi přes Odroid C2 s Kodi, který zvládá Full HD bez problémů.

Jirka

[Ovoce]

Nevyplatí se to, "levné grafiky" stojí tolik, že může koupit nějaký CPU typu Ryzen 3700X (ideálně použitý) a AM4 desku + paměti místo toho. To je univerzálnější. Enkódování videa je sice na CPU pomalejší než na grafice, ale výstup z hardwarového enkodéru GPU je sračka. V posledních generacích je to trošku lepší sračka ale pořád to má kvalitativní propad daný inherentními omezeními hardwarových enkodérů.

[Ovoce]

3700X se teda teď už asi moc neprodává (takže ceny blbá), ale modely Ryzen 5 5600, Ryzen 7 5700X jo a nejsou moc drahý.

[Ovoce]

I když teda když se nad tím napotřetí zamyslím, tak tazatel by asi potřeboval integorvanou grafiku, takže ne předchozí zmínky, ale Ryzen 5 5600G nebo Ryzen 7 5700G.

[LarryL]

Enkódování videa je sice na CPU pomalejší než na grafice, ale výstup z hardwarového enkodéru GPU je sračka.

Máš k tomu nějaký odkaz kde by bylo vidět jaký je rozdíl ve výstupu z CPU vs. GPU?

[Ovoce]

Z hlavy mě nic nenapadá, je to spíš dlouhodobá zkušenost + ty fundamentální důvody.

Takhle - platí to pro vyšší úrovně kvality. Při ultrarychlém renkódování (takový to když používáš x264 --preset veryfast, ultrafast a tak) dojde k tomu, že CPU enkodér vypne prakticky všechny chytřejší techniky a prování jen tu nejnezbytnější práci. V těchhle nastaveních ho může GPU překonat, protože to samé dokáže dělat extrémně rychle a oboje enkóduje extrémně nekvalitně. Je to jenom o tom, že ten ASIC to dokáže ještě rychleji než CPU. Dneska mají ty ASICy *trošku* inteligence a ten crossover point do kterého dokážou konkurovat je kousek výš než v minulosti. Ale z principu prostě ASIC nebude schopen dělat pokročilejší nelokální rate-control, psychovizuální optimalizace.

OP se ptal na reenkódování videopořadů/záznamů a tam má smysl to dělat s vyšší kvalitou. Enkódování na GPU dává smysl tam, kdy se váýsledek v podstatě zahazuje - tj. když streamuju hru, je to video na jednopoužití, ne na archivaci.

Taky dává smysl GPU použít, když bych sice chtěl lepší kvalitu, ale prostě na to nemám výkon - když enkóduju v realtime. Dneska se hodně přes GPU kóduje video při editaci v NLE, DaVinci a podobném softu. Nemyslím si, že to je dobře, protože to přidává kompresní ztráty a detail loss. Ale když to lidi chcou mít zpracované rychle... ono teda tohle je ještě speciální případ, protože nekvalitu enkódování u dočasných souborů částečně eliminuje použití vysokých bitrate (které by byla zcela neakceptovatelné u videa na archivaci a na distribuci přes internet - což jsou ty scénáře kde to chce CPU enkodér).

TL;DR enkódování na GPU je konkurent pro enkódování na CPU ve scénářích typu "špatně ale rychle".

[Peter Golis]

OP se ptal na reenkódování videopořadů/záznamů a tam má smysl to dělat s vyšší kvalitou.

V tom prípade má smolu keďže každé reenkódovanie do stratového formátu spôsobí stratu kvality. A to bez ohľadu na to, či sa použije AI akou sa chvália napr. moderné televízory pri upscalingu.

TL;DR enkódování na GPU je konkurent pro enkódování na CPU ve scénářích typu "špatně ale rychle".

Aj reenkódovanie na GPU má prednastavené profily ktoré sa líšia rýchlosťou a výslednou kvalitou.

TL;DR Nech si OP vyberie čo mu vyhovuje, a na čo mu stíha sieť, CPU alebo GPU. Reenkódovanie z HEVC do X264 má asi len za účelom podpory starých prehrávačov, kde o kvalitu moc nejde. Podpora AV9 bola v Androide pred vyše 10 rokmi, takže mu ten výsledok asi nikto nebude pozerať na 8K telke. Kedy tam bola pridaná podpora HEVC/H265, o tom radšej pomlčím.

[Ovoce]

OP se ptal na reenkódování videopořadů/záznamů a tam má smysl to dělat s vyšší kvalitou.

V tom prípade má smolu keďže každé reenkódovanie do stratového formátu spôsobí stratu kvality.

Ano, ale lidi to podstupujou. někdy to není tak zlý - je to sice pravda, ale je třeba být pragmatik. Někdy je "má to nevýhodu = blééé nikdy to nebudu dělat, bez výjimky" mentální zkrat.

Jinak jsem chtěl zmínit, ale pak zapomněl, že by možná stálo za to se podívat, kolik mají videa k archivaci v originálním formátu. Televize dneska vysílá v HEVC a bitrate asi nebude až tak vysoký. V takových podmínkách je zisk uspořeného místa vzhledem k potenciální degradaci o dost menší, než když se dřív přeenkódovávaly místem plýtvající DVD v MPEG-2u do H.264. Nemám úplně představu kolik mbps dává české TV vysílání jednomu HD kanálu, ale možná by stálo za to jenom prostě muxovat dumpnutý stream bez dekomprimace/rekomprese a koupit na to HDD místo grafiky.

[Peter Golis]

Na jednu stranu tu vidím tvoju nepodloženú argumentáciu že prekódovanie na GPU je nepomerne horšie ako prekódovanie na CPU, a na druhú stranu tu vidím tvoju akceptáciu že strata kvality nevadí.

Zvyšok je už len odbočenie od témy.

PS: Nebudú tvoje dohady o kvalite remasteringu cez GPU založené len na prastarých článkoch kde boli použité grafické karty na dnešnú dobu s už mizerným výkonom a mizernými vlastnosťami? Niekedy to skús na aktuálnom SW ktorý beží na HW mladšom ako 5 rokov. Budeš prekvapený.

[PetebLazar]

Obecně asi platí, že když se dá CPU encodéru dost času (např. cílová rychlost 1fps) dociluje lepších výsledků než HW encodéry (nižší bitrate pro stejnou kvalitu). Pro vysoké rychlosti encodingu (60fps) mohou mít navrch HW encodéry (FPGA/GPU) v docilované rychlosti/bitrate.

Testováním encodérů (CPU/GPU/FPGA) se periodicky věnují na těchto stránkách, jsou tam k dispozici jak popis metodiky tak reporty.

[Peter Golis]

Keby si z prvého odseku vynechal CPU a HW, tak by bol tiež pravdivý. Ono aj GPU enkodéry vedia pracovať pomalšie ako v realtime. Takže výstupná kvalita a rýchlosť spracovania závisia od funkcionality daného kodeku, nastavení aké sa zadali pri remasteringu a výkonu danej procesnej jednotky.

Tu som si len tak z plezíru dal remastering kúska 4K videa z YT, a vidíš že cez GPU (lowend Intel APU s IrisXE) mi to nerobilo v reálnom čase:

:~/Videos$ ffmpeg -hide_banner -y -vaapi_device /dev/dri/renderD128 -i  FIREPLACE\ \(10\ HOURS\)\ Ultra\ HD\ 4K\ -\ Relaxing\ Fire\ Burning\ Video\ \&\ Crackling\ Fireplace\ Sounds\ kt4Z2AA5Kj0.f315.webm -vf 'format=nv12,hwupload' -c:v vp9_vaapi -global_quality 31 -bf 1 -bsf:v vp9_raw_reorder,vp9_superframe M-vp9_qsv.mkv 
Input #0, matroska,webm, from 'FIREPLACE (10 HOURS) Ultra HD 4K - Relaxing Fire Burning Video & Crackling Fireplace Sounds kt4Z2AA5Kj0.f315.webm':
  Metadata:
    encoder         : google/video-file
  Duration: 10:00:30.02, start: 0.000000, bitrate: 65 kb/s
  Stream #0:0(eng): Video: vp9 (Profile 0), yuv420p(tv, bt709), 3840x2160, SAR 1:1 DAR 16:9, 50 fps, 50 tbr, 1k tbn (default)
Stream mapping:
  Stream #0:0 -> #0:0 (vp9 (native) -> vp9 (vp9_vaapi))
Press [q] to stop, [?] for help
Output #0, matroska, to 'M-vp9_qsv.mkv':
  Metadata:
    encoder         : Lavf59.27.100
  Stream #0:0(eng): Video: vp9 (Profile 0) (VP90 / 0x30395056), vaapi(tv, bt709, progressive), 3840x2160 [SAR 1:1 DAR 16:9], q=2-31, 50 fps, 1k tbn (default)
    Metadata:
      encoder         : Lavc59.37.100 vp9_vaapi
[matroska,webm @ 0x557ff48cdc40] File ended prematurely8.52 bitrate=1990.0kbits/s speed=0.872x    
frame= 4449 fps= 44 q=-0.0 Lsize=   22641kB time=00:01:28.96 bitrate=2084.9kbits/s speed=0.872x    
video:22610kB audio:0kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing overhead: 0.139688%

Že sa v defaulte CPU kodeky nepoužívajú na realtime remastering a GPU enkodéry používajú na realtime remastering neznamená že GPU remastering na GPU je menej kvalitný.

[PetebLazar]

"The speed requirement for all platforms was 60 fps."

Pouze byla tvůrci testovací metodiky nastavena minimální požadovaná hranice výkonu. Řada z těch 51 videí v testovacím balíku pravděpodobně byla jiného framerate než 60p.

"Some of the participants could not reach speed requirement, but we decided to publish all results anyway to show the current landscape. 50 FullHD video sequences were used.!"

Do výsledků pro představu zařadili i ty co tohoto výkonu nedosáhly.

Při remasteringu Audio CD v celém procesu nového zpracování původního materiálu pro vznik nového masteru se žádný (re)encoding nemusí vyskytovat (na AudioCD se používá LinearPCM 2x 44,1kHz x 16bit).

[Peter Golis]

Odkazoval si priamo na: Part 5: FPGA/Hardware-accelerated/Ultra-fast encoders, takže to nemá výpovednú hodnotu o celkovej kvalite daného HW/SW kodeku. Vypovedá to o kvalite daného kodeku s nastavením najrýchlejšej konverzie ktorú daný kodek zvláda (so splnením dodatočných podmienok).

A kvôli tomu som ti ukázal konverziu videa ktorá nebola v reálnom čase. Keby som tam nechal východzie nastavenia, tak mi moja lowend grafika zvládne skonvertovať to 4K video s rezervou a v reálnom čase, ale menej kvalitne.

A tu je zdroj nedorozumenia. Ľudia si nenastavia výstupný kodek a potom plaču že je výsledok škaredý.

[Ovoce]

kvalite remasteringu cez GPU

remasteringu? :D

[Peter Golis]

Prekódovanie videa sa nazýva remastering, a o ňom si točil.

[Ovoce]

To se teda nenazývá a proto ten směják. No je toho zřejmě hodně co toho o téhle problematice nevíš.

[Ovoce]

Ale připomnělo mi to anime komunitu, 10-15 let zpět kdy se vždycky občas vynořil nějakej noob, stáhnul si ripy Dragonball Z, dal tomu warpsharpu až se to v zrcadle nepoznalo, 3x přidal saturaci a kontrast* a pak to označil za "remaster" . To byly časy... Někam v těch vodách si to možná pochytil?

* možná mu křivdím a předtím tam nakopíroval i něco jinýho z fóra doom9 :)

[Peter Golis]

Anime ma nikdy nebralo.

[Ovoce]

Jinak bys měl příležitost se toho o videu víc dozvědět :3

[Peter Golis]

Nevedel som že najlepšia cesta ako sa dozvedieť o konverzii videa je obliecť si karnevalový oblek, a ísť na nejaký lolicon.

Ale kdesi tu som zhliadol štatistiky o rozbore scén z Anime. Väčšina z testov bola naozaj len recyklát scén. nejednalo sa len o prestrihy s "zdvihnem magickú zbraň a prezlečie ma to do oblečku", ale o reálne scény.

[Ovoce]

Nevím úplně, k čemu přesně se tvůj lolicon a magické zbraně měly vztahovat, ale ta moje poznámka nebyla kompletně legrace. V jednu dobu fakt cvoci do anime ve výrazně disproporční míře nesli na bedrech vývoj videa, právě toho open source komponentu video stacků, které pak ovládly internet.

FFmpeg, x264, MPlayer/MPV (a asi i Videolan/VLC) v historii enormně čerpaly z nasazení "anime fans". Třeba u toho x264 je to až extrém, i když tam pak nestoupily i další ještě obskurnější "motivátory" (Touhou u hlavního vývojáře...). Je to taková vtipná anekdota k vývoji technologií, ale je fakt, že hlavně v jednu dobu tihle lidi udělali nebo pomohli udělat z těch open source projektů "go to" řešení který pak ovládlo i profi a enterprise sféru.

No a vedle programátorů, pro který to byla brána do problematiky, zase byli lidi, kteří nevyvíjeli ani nic podobnýho, ale taky to pro ně byla brána do těch technologií. Ono asi i tím, jak to byla určitá komunita, tak tam docházelo k šíření znalostí a podobně, jako se třeba linuxáci mezi sebou učí víc o techničtějších detailech Unix/Unixlike systémů. Toť vše.

[Peter Golis]

Kodek x264 mal svojho času profil pre komixové filmy, a na to som narážal. To bolo veľmi pekne vyhodnoten...

[LarryL]

TL;DR enkódování na GPU je konkurent pro enkódování na CPU ve scénářích typu "špatně ale rychle".

Nerozumím video editingu a encodingu natolik, abych mohl něco z toho co jsi napsal rozporovat. Je to pro mne moc odborné. Když se zeptám úplně hloupě, tak ty srovnáváš: SW CPU encoding vs. HW GPU encoding? Mám to chápat tak, že HW GPU encoding je závislý na HW a ovladači HW (respektive ovladači GPU) a ten má určité limity oproti SW CPU encodingu, který limity nemá? Teda jediným limitem jsou možnosti které poskytuje daný video editovací software, který se o encoding stará (DaVinci a podobné softy)?

Pokud to tak chápu správně, tak pak se nabízí otázka: Umí dnešní video editovací (encodovací) SW (jako DaVinci atd.) použít GPU pro softwarové (nikoliv hardwarové) encodování? Pokud ano, tak by přece neměl být kvalitativní rozdíl mezi softwarovým encodování na CPU vs. GPU.

[lertimir]

No podle mne je na grafické kartě enkodování v křemíku. natvrdo v křemíku jako podobně máme v současnosti v CPU AES a dříve nebylo. A dostupné je to nějakou sadou instrukcí. Na rozdíl od AES, které je přesně definované s jediným parametrem o 3 hodnotách (délka klíče) mají kódovací algoritmy mraky parametrů a ( třeba jen kolik ovlivňuje preset nebo co dělá quality-controlled variable bit rate crf) a v HW grafické karty, je to značně ořezané, primárně proto, že některé komplexnější volby se špatně paralelizují. Stačí si to zkusit na CPU. Pokud máš dost jader tak rychle zjistíš, že rozhození na více jader (tak od 8 nahoru) pro kvalitnější kódování nepřináší to zvýšení rychlosti, které by člověk očekával. A GPU to jede v desítkách a stovkách jader, tam musí volit jen ty algoritmy, které si nezavazí.

[LarryL]

Na Redditu se také ptali na Software encode on GPU a také se zmiňovali o nemožnosti paralelizace.

Na otázku zda GPU or CPU for encoding videos? byla většinou odpověď, že kvalitnější je CPU a že encodovat na CPU by se mělo když nestačí maximální kvalita, kterou nabízí HW (NVENC). Když jsem se ale díval na netu na různé srovnání encodování CPU vs. GPU (x264 vs. NVENC H.264), příklad Actual Nvidia NVENC vs x264 Quality Comparison in 4k tak jsou tam tak minimální rozdíly, že si neumím představit, že by mi nestačilo NVENC. Možná u větších profesionálních studií bych to pochopil.

[PetebLazar]

Ta Nvidia má to enkódování celkem kvalitní, ale je hodně těch srovnání založených na metrice, který trošku podceňuje x264 a x265, jejichž síla je v psychovizuálu, který metrika až tak nezachytí. Problém toho, že GPU enkodéry nemají moc psy vede k tomu, že "placaté" části obrazu můžou zůstat vyhlazené a ztrácet detail.

Jinak je škoda, že dneska už top enkodéry pro CPU jsou komerční a nedostupný volně (prodávají se jenom business-2-business streamovacícm firmám) a x265 už myslím není nejlepší, i když na video s cílem nejvyšší obrazové kvality bych si ho pořád vybral, protože z toho, co může mít hobby uživatel doma je to pořád jistota. S x265 umím udělat video, u kterého vím, že to nikde neničí detaily a vizuál (kdežto třeba AV1 furt kurví fade scény, u kódování těchhle scén furt nebyli schopní okopírovat schopnosti weighted prediction z AVC/HEVC).

Enkodéry AV1 se dlouhodobě plácají v takovém polododělaném stavu (teda Rav1e asi furt není ani to polo), kdy to nějak stačí na potřeby youtubu a low-bitrate videa, ale ve vyšších bitratech je to na hovno a maže to detail, ať se člověk rve s nastaveníma jak chce (zase ten nedostatek psychovizuálních optimalizací). Asi bych si měl zase zkusit, o kolik se to za poslední rok zlepšilo, ale zatím jsem žádné zprávy o tom, že by byla nějaká revoluce, neslyšel. Tož proto x265.

U toho domácího videa mi přijde, že nastala trošku situace "líp už bylo". Kolem let 2010-2015 byl open source špička v tomhle oboru a hobby uživatelé byli napřed před průmyslem a měli to nej. Pak začal Google tlačit VP9, AV1, přetáh zájem opensourcářů ke svým formátům, aniž by se za ty roky podařilo jejich ekodéry vypiplat. A zároveň ti nejschopnější srdcaři z doby x264 zmizeli ze scény. Teď už open source enkodéry těch novějších formátů (hlavně VP9, AV1) jsou poměrně špatný a x265 ač je proti nim lepší, taky už patrně není nejlepší HEVC enkodér. A nevypadá to, že by se to mělo nějak změnit, asi i proto, že o tu oblast teď mají největší zájem streamovací megakorporace a řeší si svoje interní potřeby a politiky a to nejlepší se k plebsu jako sem já nedostane.

[PetebLazar]

Jak si v tom žebříčku stojí dnes Mainconcept, ten je snad dostupný aspoň formě pluginu (např. pro Davinci Resolve, FFmpeg, ...).

[Ovoce]

Jako nemám nejčesrtvější info a neručím za to, ale myslím, že na špičce nebyl, nemusí ani být lepší než to x265. Ono je ale blbé, že ty enkodéry, které vycházely jako výrazně lepší, jsou nějaké enterprise produkty, které člověk nikdo neviděl. Třeba v těch posledních testech MSU (Moscow State University - prý je to subjektivní lidské testování, ale nevím, jak dobré) byly mě úplně neznámý jména enkodérů z Číny. Nebo měl být dobrej Beamr, ale mimo firmy co to nějak dostanou na evaluaci to nikdo neměl v ruce, aby mohl ověřit, jak to funguje a jestli je to fakt lepší.

Totéž třeba firma Two Orioles. Je to dílo vývojáře aktivního v FFmpegu (ffVP9, Dav1d), vyprodukovala enkodér VP9 a AV1 a tvrdí, že jsou mnohem lepší než libvpx/libaom a asi i než x264/x265, ale nikdy nikoho nenechal udělat nezávislej test, nikdy nikomu nepustil žádnou testovací binárku :) Holt tak se ten byznys asi dělá.

[PetebLazar]

Tady se na hodnoceni MSU odvolávají. Ty výsledky k to jsem nedohledal.

https://www.mainconcept.com/mainconcept-hevc-codec-continues-to-lead-the-industry

[Ovoce]

Výsledky snad tady v těch odkazech "Show 2021 Results"

[PetebLazar]

Je si třeba uvědomit,že průměrně 1% rozdílu bitrate obsahu při stejné kvalitě znamená u velkých poskytovatelů rozdíly v nákladech (na konektivitu) klidně v řádu desítek mil.US$/rok. Takže encodéry produkující byť za cenu delšího času (vyšších nákladů) nižší bitrate při požadované kvalitě mají pro ně svůj půvab.

[Vtipnéř]

Řekl bych že se to nevyplatí. Za stejné peníze co stojí nová grafická karta se dá na bazoši pořídit celý počítač, který bude několikanásobně výkonnější jak core duo. Kdysi jsem si s encodingem na GPU zkoušel hrát(nvidia nvenc) a lítalo to rychle, no nesměl jsem měnit velikost obrazu ffmpeg -filter=scale... to škálování se potom z nějakého důvodu počítalo na CPU.

[PetebLazar]

Další problém může být v omezeních napájecího zdroje, ten nemusí být výkonově(konektorově) vybaven pro napájení náročnějších GK, další téma může být nedostatečné air-flow v case.

[dustin]

Tak chybějící konektory na GK se téměř vždy dají vyřešit, pokud je zdroj dostatečně výkonný.

[Vtipnéř]

Díky za rady, asi se poohlédnu po větším update hardware.

Jirka

[lertimir]

No podle mne je to na komplexní výměnu všeho. Optiplex 380 mám 255W zdroj. To je dnes nepoužitelné. Hlavně proto, že moderní procesory si lokálně mohou říci o vysokou watáž a pak u starých zdrojů klesne na nějaké větvi napětí a vše jde k zemi. Doporučoval bych si vybrat si se dvou cest

1. Zvolit nějaký repasovaný komp. Jako příklad Dell Optiplex 7050 SFF - 32 GB - 1000 GB SSD. Výhodou je cena nevýhoda je, že prostor a kofigurabilita kompu je malá.
2. Postavit si něco vlastního. Pak je nové, výkonnější, dražší, ale hlavně velmi možné modifikovat a konfigurovat. Pak bych zvolil poslední Ryzen a postavil to kolem něj. Dva monitory utlačí v základní desce a nemusí mít žádnou grafickou kartu a samozřejmě výkon pro překodování je nesrovnatelný.