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实践真知:蓝宝专业卡在M&E上的应用
2016-01-18 22:29:56  作者:佚名  来源:互联网
  • 1专业卡和游戏卡的区别  专业卡是指应用于图形工作站上的显卡,它是图形工作站的核心。从某种程度上来说,在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显卡相比,专业显示 ...

1专业卡和游戏卡的区别

  专业卡是指应用于图形工作站上的显卡,它是图形工作站的核心。从某种程度上来说,在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显卡相比,专业显示卡主要针对的是三维动画软件、渲染软件、CAD/CAM软件、模型设计软件以及部分科学应用等专业应用市场。专业显卡针对这些专业图形图像软件进行必要的优化,都有着极佳的兼容性。

实践真知:蓝宝专业卡在M&E上的优势

  专业显卡和游戏显卡的区别主要体现在以下几个方面:

  1.定位:专业卡的定位是针对7*24小时的高负荷应用以及需要满足特定场合的需求,例如CAD/CAM、超算、医疗、生命科学、影像及多媒体、广播、数字标牌、金融等,是作为工具而非娱乐产品使用,应用场合相当广泛。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
3ds Max

  2.硬件:专业卡在硬件上不仅采用了经过筛选品质更好的GPU,而且在板卡级别上根据功能定位的不同和非专业卡有较大的区分,例如更多的视频输出接口、更大的显存等。

  3.软件:专业卡和非专业卡在软件的区别更大。首先是行业软件层面上,例如 SolidworksPTC、西门子PLM等独立软件厂商(ISV),都会为专业卡提供针对性的优化,这不仅仅是ISV独立完成的工作A芯片公司也会直接参与到其中,这保证了ISV发布的软件可以完美地在配备专业卡的系统上运行。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
SolidWorks

  4.驱动:驱动程序也是专业卡与非专业卡的最重要区别之一。专业卡的驱动基本上是按照一个季度一个版本的规律发布,在确保为用户提供最佳体验的同时保证了平台升级的稳定性。专业显卡驱动有许多非专业卡版不具备的特性,例如更多的宽域屏幕组合EDID 自定义、OpenGL 10-bit 显示输出、实现跨卡直接传输数据的DirectGMA功能开启等等,在可靠性、功能、性能方面,只有专业卡才能在生产工具类应用中为用户提供最好的体验。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
AMD专业显卡驱动

  说了这么多总结起来就是与游戏卡相比,专业卡是硬件厂商与专业软件厂商进行完整的兼容性测试后的产品,其拥有完美的兼容性、极高的硬件质量并通过专用驱动对专业软件的某些功能实现特殊支持。那么专业卡在专业领域究竟有着怎样的优势呢?先以4K视频制作为例,让我们来看看专业卡在该领域的表现。

产品:AMD Firepro W7100 蓝宝石 显卡

2专业卡在视频处理领域的优势

专业卡在视频处理领域的优势

  在专业的视频处理工作中,4K级素材的应用已经是行业内经常面对的问题了。得益于科学技术的进步,现在几乎是人手一台可以拍摄视频和相片的手机,而且现在的手机普遍都能拍摄出1000万像素以上的照片,以及录制2K乃至4K视频,更不用提性能更卓越的专业摄录器材。现在不管是消费市场还是专业、商业市场,每天都有大量的4K级别静态、动态素材产生,而对这些素材的处理成为许多用户每天面对的棘手问题。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
4K视频

  这些超高清分辨率级别的素材需要极高的处理性能和内存容量配置,一般的系统难以胜任。根据实际的计算分析,用户处理4K素材的话,必须采用性能和容量都较全高清高出3倍以上的硬件才能实现当前全高清素材的体验。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
4K和1080p画面对比

  这其中牵涉到的硬件层面相当多:CPU显卡、系统内存和显卡内存、PCIE 传输带宽和相应的总线引擎架构、显卡输出驱动能力、解码输出能力、显示器等,从中可以看出,牵涉到显卡的部分相当多,显卡的性能、功能、架构都直接影响用户的创作体验。

  前文提到了专业卡和游戏卡的区别,说的比较笼统,接下来就以蓝宝 PGS AMD FirePro W7100这块中高端专业卡为例简单说明下该卡在视频处理领域的优势。为什么以蓝宝 PGS AMD FirePro W7100这块卡为例呢?因为该卡有很多非常适用于影像处理的特性:

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

首先,该卡是目前全球唯一一片单槽位8GB显存显卡,这对于需要复杂图层处理的影像应用而言当然是一个好消息;其次,蓝宝 PGS AMD FirePro W7100引入了VCE 3.1视频处理引擎和UVD 6.0视频解码器,它们在视频编码、解码方面都是目前的蓝宝PGS AMD FirePro专业卡中最强的,可以胜任4K h.264 解码;最后,蓝宝 PGS AMD FirePro提供了非常强大的单精度计算性能和优秀的DirectGMA技术,能为专业视频特效加速和超高清视频采集提供强大的性能支持。

以上就是专业卡照比游戏卡在视频处理方面的优越性体现,不过这些介绍只是简单地道出专业卡的特性,没有用实际的例子去验证其领先之处在哪里,所以我们特意拜托ZOl视频部的老师在工作过程中实际使用蓝宝 PGS AMD FirePro W7100,来亲身体验该卡的强大能力。

产品:AMD Firepro W7100 蓝宝石 显卡

3蓝宝 PGS AMD FirePro W7100解析

蓝宝 PGS AMD FirePro W7100解析

  蓝宝 PGS AMD FirePro W7100采用AMD最新的GCN架构,提供了1792个Stream计算单元以及一个连接至8GB最新高速GDDR5显存的新内存界面,两倍于上一代及其同级竞争产品。更大的内存有助于在高访存应用中提升工作站的整体速度和响应,使得用户能载入更大的装配图、模型以及数据集并轻而易举地对其进行操作;又或者在编辑超高清(4K)视频的时候飞速地应用多图层效果和色彩校正。GeometryBoost(几何体加速)让蓝宝 PGS AMD FirePro W7100能够每个周期处理处理四倍几何体数据,每周期的图元和顶点处理能力达到了上一代工作站显卡的两倍。

专访设计师:蓝宝专业卡在设计上的优势
蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

  蓝宝 PGS AMD FirePro W7100兼容 PCI-Express 3.0,双向数据速率达到 32GB/s。该卡支持 DirectGMA 技术,可以在应用程序支持的情况下,无需任何主内存访问操作就能对设备间的内存互相存取,降低了 CPU 占用率,避免了在 PCI-Express 总线上的多余传输操作,从而实现高吞吐、低时延的数据传输。

专访设计师:蓝宝专业卡在设计上的优势
蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

  蓝宝 PGS AMD FirePro W7100的高清多媒体引擎针对 4K 内容视频播放、编辑以及转码实现了性能和支持增强,它从开发伊始就着力于为媒体和娱乐应用、工程设计提供了强大的性能。

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蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

  GCN 架构拥有了一个名为 UVD (统一视频解码器)的单元,该单元具备一个支持高帧率 H.264、VC-1、MPEG4、MPEG2、MJPEG 编码 4K 内容的完整硬件解码引擎。在视频编码引擎方面,AMD FirePro W7100 支持 4K 分辨率并且提供了改进的 H.264 编码性能,它能以 12 倍于实时(24FPS)的速度对全高清(1080p)视频进行编码。

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蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

  蓝宝 PGS AMD FirePro W7100配备了四路 DisplayPort 1.2a,可对连接上的四台甚至更多显示器实现输出。该卡能原生支持三台 4K SST 显示器以 60Hz 显示,在 AMD Eyefinity(宽域)模式下使用合适的显示器或者外部集线器最多可支持 6 台显示器。具备自适应同步(Adaptive-Sync)的 DisplayPort 1.2a 新标准允许在匹配的显示器上启用来自 AMD 的 FreeSync技术。该技术让 GPU 控制显示器的刷新率,从而在旋转模型或者观看视频内容的时候实现无撕裂、无跳顿的画面品质。

实践真知:蓝宝专业卡在M&E上的应用
蓝宝 PGS AMD FirePro W7100 包装

  AMD FirePro专业图形产品线在超过100个不同的行业应用中获得了性能和可靠性认证,其中包括了最常见的设计、工程以及媒体和娱乐应用。这款新世代专业卡的用户能够在支持OpenCL的最新 CAD/CAM/CAE、媒体与娱乐计算密集型应用中进一步发掘新式GPU以及多核CPU的强大并行计算性能。

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蓝宝 PGS AMD FirePro W7100

  蓝宝 PGS AMD FirePro W7100支持OpenCL 1.2,预期也会支持OpenCL 2.0,这个API能够让开发人员在更自由的情况下获取GPU的优势和新功能。

产品:AMD Firepro W7100 蓝宝石 显卡

4AMD FirePro W7100技术解析

AMD FirePro W7100技术解析

AMD PowerTune动能技术

  PowerTune是一项通过直接控制GPU功耗来进行能源管理的技术, 是针对功耗和性能做出的控制手段,当应用程序需要GPU全速进行处理图形数据或者计算公式时,无须用户干预就能让GPU全速运做,当负载降低也随之进行调整。这样无论是对环保或是实际降低工作环境温度与噪音都是相当有效的。

GeometryBoost强化几何运算技术

  GeometryBoost强化几何运算技术是透过增加额外的硬件处理单元,可以在每个时钟周期中处理更多的数据,让CAD或者DCC软件可以更流畅的处理复杂的模型。

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AMD Eyefinity 

AMD Eyefinity宽域多屏幕显示技术

  AMD Eyefinity宽域多屏幕显示技术可以用单一张显示卡最大支持6路输出,拥有多个屏幕能使使用者能用更精细的画质来表达更大的设计概念;拥有多个屏幕能使使用者能同时观看到更多的画面确保不会遗失任何细节;拥有多个屏幕能使使用者更好的规划工作流程而不必在堆叠的窗口中来回切换。

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AMD ZeroCore Power

AMD ZeroCore Power节电技术

  AMD的最新ZeroCore Power技术是AMD的独有技术,其可响应某些GPU负载状态,智能管理GPU功耗,当电脑处于闲置状态时,会将其中一个或多个GPU核心关闭,从而确保空闲的GPU保持尽可能高的效率。

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AMD FreeSync

AMD FreeSync技术

  AMD FreeSync技术能够让显示器的刷新率不再是固定的60Hz,而是根据不同的场景下实现与显卡输出的完美契合,当显卡渲染进行完毕之后就会提示显示器进行输出,这样就可以有效的进行整体画面的显示不会出现撕裂的情况,同时还可以解决垂直同步的缺点,这样的设计无疑将会为用户提供出一个更加精彩的视觉体验。

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AMD DirectGMA

AMD DirectGMA技术

  AMD DirectGMA技术能够让系统中的另一块附加卡(例如 SDI 输入输出卡)直接利用 PCIE 总线实现对 FirePro 本地内存的直接访问,无需再把 FirePro 内存中的资料转移到系统主内存。这个功能可以实现 SDI 卡(或者另一个 GPU、 FPGA)和本显卡内存数据的双向低时延存取,程序员籍此可以做到一些实时画面合成等处理。

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5测试平台配置一览

测试平台硬件环境一览

  为体现专业性,我们选用了景丰电子的KF-W2工作站,其详细硬件规格如下表所示:

测 试 平 台 软 硬 件 配 置
核心配件
CPUIntel至强E3 1231V3
主板永擎C226WS
核芯显卡
内存金士顿DDR3 KVR21R15S4/8 8GBx2
硬盘希捷500GB 7200转 64M
电源全汉FSP600-80PSA
系统及驱动程序
操作系统Microsoft Windows 10
主板驱动Intel芯片组驱动
显卡驱动

AMD Catalyst Pro(15.201.2401

DirectX环境DirectX 11
帧数监控

Fraps 3.5.1 or Benchmark

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景丰 KF-W2 工作站

测试平台软件环境一览

  为保证系统平台具有最佳稳定性,本次产品测试所使用的操作系统为Microsoft Windows 10正版授权产品,除关闭自动休眠外,其余设置均保持默认,详细软件环境如下表所示。

      测 试 平 台 软 件 环 境

操作系统

Microsoft Windows 10 专业版

(64bit / 版本号:10240)

主板芯片组驱动

Intel Chipset Device Software

(WHQL / 版本号:9.2.3.1022)

显卡驱动

                  AMD Catalyst Pro

(版本号:15.201.2401

桌面环境

Microsoft Windows 10 专业版

(2560×1600 / 32bit / 60Hz)


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6使用AE制作4K《星空》视频

使用AE制作4K《星空》视频

  让我们看看蓝宝 PGS AMD FirePro W7100在Adobe Afert Effects软件中的实际应用表现,首先利用AE制作4K分辨率的《星空》视频,建场分辨率为3840*2160,视频时长22秒。

  Adobe After Effects简称“AE”是Adobe公司推出的一款图形视频处理软件,它可以帮助您高效且精确地创建无数种引人注目的动态图形和震撼人心的视觉效果。利用与其他Adobe软件无与伦比的紧密集成和高度灵活的2D和3D合成,以及数百种预设的效果和动画,为您的电影、视频、DVD和Macromedia Flash作品增添令人耳目一新的效果。

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Adobe Afert Effects建场参数设置

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《星空》视频制作预览

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4K视频渲染参数设置

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渲染总耗时21分24秒

  此次测试使用的软件为Adobe Afert Effects CS6,整个视频的制作预览速度非常快,若是使用游戏卡,在预览过程中会出现明显的卡顿;此外,整个渲染仅耗时21分42秒,比普通游戏卡快了40%以上,由此可见AMD专业卡在视频制作中的优势。

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7使用Premiere对《星空》视频剪辑

使用Premiere对《星空》视频剪辑

  接下来我们使用Adobe Premiere Pro CC对渲染好的《星空》视频进行剪辑并添加字幕嵌入音频。

  Adobe Premiere Pro是一款常用的视频编辑软件,由Adobe公司推出。它可以提升用户的创作能力和创作自由度,是一款易学、高效、精确的视频剪辑软件。Premiere提供了采集、剪辑、调色、美化音频、字幕添加、输出、DVD刻录的一整套流程,并和其他Adobe软件高效集成,使用户足以完成在编辑、制作、工作流上遇到的所有挑战,满足用户创建高质量作品的要求;是一款视频编辑爱好者和专业人士必不可少的视频编辑工具。

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Adobe Premiere 4K建场参数

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Adobe Premiere 渲染参数

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总渲染时间4分46秒

  在视频的后期处理过程中预览十分流畅,因素材调用AE渲染序列帧,并得益于专业卡在软硬件层面的优势,预览速度很快。渲染总用时为4分46秒,照比一般游戏卡的渲染速度也有着4成以上的提升。预览以及渲染速度的提升大大节约时间,提高了工作效率,并且预览时无坏帧、卡顿以及马赛克等情况出现。

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8蓝宝PGS AMD FirePro在M&E领域的作用

蓝宝PGS AMD FirePro在M&E领域的作用

  影像处理按照现在行业分类,属于Media & Entertainment即多媒体与娱乐,包括了素材前期处理、特效及后期制作、电视与广播、教学与培训、数字标牌等,细分下来有相当多的行业都属于M&E,如果我们按照流程来理顺的话,整个行业涉及到的各类应用就会相当清晰:

专访设计师:蓝宝专业卡在设计上的优势
蓝宝 PGS AMD FirePro提供了数码影像工作全流程加速及特性增强

前面的视频制作过程主要涉及前两个方面,蓝宝PGS AMD FirePro在这两个工作流程为不同的应用实现了认证并提供了不同程度的硬件加速。

可以看到,在采集阶段蓝宝 PGS AMD FireProSDI输入提供了DirectGMA功能,DirectGMA实现了直接透过PCIE总线传输数据,显著提升了这类应用的性能表现。

在编辑阶段的Avid Media Composer等软件引入了 OpenCL 的支持,例如 Premiere Pro CC 的水银引擎实现了解码、40 种以上特效的预览加速等,蓝宝 PGS AMD FirePro W7100显卡提供了8GB显存,可以轻松应对高分辨率的复杂图层处理,这些都可以显著提升4K影像工作效率。在目前超高清影像素材日益增加的情况下,我们正面对前所未有的海量数据需要进行高效地处理。在这样的情况,专业显卡提供的一站式影像处理工作流程加速和特性增强,可以为我们的超高清素材处理带来飞跃级的处理效率,节省大量人力和宝贵的时间。

实践真知:蓝宝专业卡在视频上的优势
蓝宝 PGS AMD FirePro W9100

  蓝宝 PGS AMD FirePro提供的不仅仅是全流程的加速,拼接独有的宽域技术,蓝宝 PGS AMD FirePro还能提供稳定的多屏4K显示支持以及10-bit Photoshop扫描输出支持,这些特性同样能改善工作效率以及确保严谨的输出结果。CCTV的视频处理部门采用的便是蓝宝 PGS AMD FirePro显卡,这便是对蓝宝在专业卡造诣上的肯定。

  就像游戏显卡是专为游戏而优化,专业显卡也是根据各自面向的领域而全面优化而来,虽然基于相同的硬件结构,但彼此之间并没有可替代的可能,游戏显卡由于缺乏专业驱动和软件优化,在专业应用中即便顶级产品也可能败给入门级专业显卡。因此,在实际的生产中,专业卡是工作人员的更好选择。



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