ACCÉLÉRATION MATÉRIELLE
Les développeurs de logiciels de montage vidéo rivalisent pour valoriser une fonctionnalité aujourd'hui essentielle : l'accélération matérielle.
Fonctionnement
À l'origine tous les calculs étaient effectués par le processeur (CPU). Les calculs devenant de plus en plus complexes, le processeur s'avérait insuffisant. Il fut alors créé des circuits intégrés chargés d'une fonction spécifique et plus efficace. Ces circuits peuvent être ajoutés directement sur le processeur ou sur la carte graphique (GPU).
1. QUICK SYNC VIDEO
Intel a intégré dans certains de ces processeurs la technologie Quick Sync Video qui permet d'accélérer sensiblement le temps d'encodage. Cette technologie s'applique uniquement sur le CPU, elle s'avère utile en l'absence d'une carte graphique performante. La priorité est accordée à la vitesse, pas à la qualité (conclusion d'analyses élaborées par des organismes spécialisés). De nombreuses applications sont compatibles notamment : CYBERLINK PowerDirector, MAGIX Vidéo deluxe et Vidéo Pro, PINNACLE Studio
L'accélération matérielle CUDA ne fonctionnant qu'avec certaines cartes graphiques avec Magix Vidéo deluxe 2016, vous avez ci-dessous un tutoriel que m'a gentiment adressé Michel NOEL (un abonné de gypsevideo.fr) : QUICK SYNC VIDEO...COMMENT RENDRE "ACTIVE" CETTE FONCTION
2. OPEN CL
OPEN CL est un standard ouvert pour la programmation parallèle de systèmes hétérogènes (CPU, GPU, APU) qui améliore considérablement la vitesse et la réactivité d'un large éventail d'applications (en particulier celles des jeux). Des implémentations ont été adoptéees par AMD, Intel, Nvidia.
3. CUDA
NVIDIA a conçu l’architecture de traitement parallèle CUDA dans les GPU GeForce, ION Quadro, et Tesla. Ce traitement parallèle est exploité dans les logiciels de montage vidéo.
Le nombre restreint de cœurs d'un CPU limite l'optimisation d'un traitement en série. Le GPU, intègrant des milliers de cœurs, permet d'effectuer simultanément de nombreuses tâches.
Les portions de codes nécessitant d'importantes ressources de calcul sont accélérées par le GPU, le reste des applications est affecté au CPU.
La technologie multi-GPU (NVIDIA Quadro, Telsa, Maximus) a des capacités de calcul haute performance.
Le rôle du GPU est fondamental, lors du montage, pour travailler simultanément plusieurs fichiers vidéo avec des formats numériques en haute définition, pour intégrer des effets en temps réel sans ralentir le système, etc, et lors de l'exportation pour réduire le temps d'encodage.
En vidéo, l'accélération matérielle avec CUDA obtient les meilleurs résultats.
Les performances de l'accélération matérielle seront liées au matériel utilisé, notamment au GPU.
Ci-dessous un Tableau élaboré par NVIDIA pour un test effectué avec Adobe Première Pro CC
ADOBE communique les cartes compatibles pour les différentes versions de Première Pro : voir ADOBE
En résumé, l'accélération matérielle d'un logiciel de montage vidéo dépendra :
- de la compatibilité avec la carte graphique
- des performances de la carte graphique
- de la mise à jour du pilote
- du contenu de la vidéo
- du processeur
- de l'encodeur
Exportation vidéo avec accélération matérielle.
L'accélération matérielle intervient dans les applications majeures du traitement vidéo et lors de l'exportation.
Pour illustrer le propos, comparons une exportation avec et sans accélération matérielle au travers d'un exemple :
élément vidéo Mpeg4/AVC 1280*720 50p d'une durée de 1 mn, exportation en Mpeg4/AVC 1280*720 50p
1. sans montage
- exportation sans accélération matérielle : encodage uniquement avec CPU
- exportation avec accélération matérielle : encodage partagé entre CPU et GPU
2. avec montage
Incrustons des éléments vidéo (PIP) et ajoutons quelques effets (la durée totale est toujours 1mn)
- exportation sans accélération matérielle : encodage uniquement avec CPU
- exportation avec accélération matérielle : encodage partagé entre CPU et GPU
Le choix du logiciel pour les tests est MAGIX Vidéo deluxe 2016 Premium qui possède 2 encodeurs : Intel et MainConcept. Tests effectués sous Windows 10 avec carte Nvidia GTX 670M. À noter : certaines cartes graphiques ne sont pas compatibles.
Avec l'encodeur Intel :
1. rush brut sans accélération matérielle : 2'17'' (temps x 2,28)
2. rush brut avec accélération matérielle : 2'17'' (temps x 2,28 annonce « pas d'accélération matérielle* »)
3. montage sans accélération matérielle : 2'53'' (temps x 2,88)
4. montage avec accélération matérielle : 2'53'' (temps x 2,88 annonce « pas d'accélération matérielle* »)
Avec l'encodeur MainConcept :
1. rush brut sans accélération matérielle : 1'24'' (temps x 1,40)
2. rush brut avec accélération matérielle : 45' (temps x 0,75 utilisation CUDA)
3. montage sans accélération matérielle : 1'57'' (temps x 1,95)
4. montage avec accélération matérielle : 1'07 (temps x 1,11 utilisation CUDA)
→ Ces tets révèlent, d'une part, de meilleures performances pour l'encodeur MainConcept que celles de l'encodeur Intel, et d'autre part, l'utilisation de l'accélération matérielle du GPU (Cuda) uniquement avec MainConcept.
* "pas d'accélération matérielle" : serait-ce un problème de compatibilité avec la carte graphique utilisée pour ce test ou une non prise en charge de CUDA par Intel ? Réponse de MAGIX : Vidéo deluxe 2016 prend en charge l'accélération matérielle dans la mesure où l'on dispose d'un système Intel doté d'une unité graphique Ivy Bridge/Haswell/Skylake et que la fonction d'accélération matérielle a été activée dans les paramètres du programme sous "Importation/Exportation". H.265 devrait pouvoir être décodé et encodé également sur les systèmes Skylake en accélération matérielle dès lors que le moniteur est branché à la sortie pour l'unité graphique Intel et qu'aucun autre moniteur n'est raccordé aux cartes graphiques externes.
→ Ces résultats sont à titre indicatif, les rapports de vitesse seront plus ou moins élevés en fonction de la configuration, des performances du GPU et du contenu de la vidéo (montage basique ou complexe).
→ Il est à noter que le système CUDA n'est pris en charge par MainConcept, dans les versions de MAGIX Vidéo deluxe jusqu'à 2016, qu'avec certaines cartes graphiques (les CG éditées à partir de 2014 ne sont pas compatibles).
Qu'en est-il en 4K (UHD) ?
Nous savons que le temps d'encodage en 4K est plus long que celui de la HD, et que le format HEVC/H265 exige des ressources importantes (voir article).
Voyons concrètement ce qu'il en est avec le format Mpeg4/H264
Prenons un rush de 1mn, 4036*2160 50p
Exportation avec Intel :
1. sans accélération matérielle : 5'24'' (temps x 5,4)
2. avec accélération matérielle : 5'24'' (temps x 5,4 annonce « pas d'accélération matérielle »)
Exportation avec MainConcept :
1. sans accélération matérielle : 2'55'' (temps x 2,91)
2. avec accélération matérielle : 1'07'' (temps x 1,11 utilisation Cuda)
Là encore, avec MAGIX Video deluxe 2016 Premium, les performances de MainConcept sont supérieures à celles de Intel.
Test non effectué avec le format HEVC/H265 (codec en option)
Pour exploiter convenablement le 4K, il est fortement conseillé d'avoir une configuration musclée avec notamment une carte graphique multi-GPU (avant de changer le matériel, vérifiez sa compatibilité avec votre logiciel préféré).
Ne pas oublier : pour un bon fonctionnement, tous les éléments constituant l'équipement vidéo doivent être compatibles entre eux (logiciel, carte graphique, ...).
On peut regretter l'insuffisance d'information de MAGIX pour préciser en détails (comme le fait ADOBE) la liste des cartes compatibles.
Accélération matérielle des logiciels grand public
À cause du coût du plug-in du nouveau codec (SDK) de MainConcept qui gére le système CUDA avec les cartes graphiques récentes, les logiciels de la gamme grand public, pour les versions 2017, n'utilisent plus l'encodeur MainConcept et réalisent l'accélération matérielle avec le CPU (processeur Intel avec unité graphique Ivy, Bridge, Haswell, Skylake). Cette option séduit ceux qui dont la seule priorité est la rapidité, pas la qualité.
Des enquêtes élaborées par des organismes du traitement de l'image ont révélé que la perte de qualité lors d'un ré-encodage dépendait de plusieurs critères :
- l'encodeur
- le système de l'accélération matérielle
ATTENTION aux annonces : « encodage en un temps record ». Bien souvent cela se traduit par une perte de qualité de l'image.
