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Ratgeber : Der optimale PC für den Videoschnitt - Teil 2: Die Grafikkarte - GPU Beschleunigung per CUDA und OpenCL

von Mo, 15.Juli 2013 | 13 Seiten | diesen Artikel auf einer Seite lesen

  Einleitung
  Die Grafikkarte: Beschleunigung per CUDA und OpenCL
  H.264 Encoding per GPU: Geschwindigkeit und Qualität
  Auf CPUs integrierte GPUs: Intel HD, AMD Radeon HD
  Software, die CUDA, OpenCL, OpenGL und mehrere GPUs unterstützt
  Programme die GPU-Beschleunigung unterstützen
  H.264 und MPEG-2 En- und Decoding Beschleunigung per Intel Quick Sync Video
  Grafikkarten-Varianten der verschiedenen Hersteller
  Die Nomenklatur von Grafikchips: die Leistungsklassen
  Abwärme, Stromverbrauch und Kühlung der GPU
  Übertaken von Grafikkarten
  Grafikkarten-Revisionen
  Die Pro-Karten: Nvidia Quadro und AMD FirePro
  Der Grafikkartenspeicher: das GPU VRAM
  Multi GPU: Beschleunigung durch mehrere Grafikkarten
  Die Anschlüsse: DVI, HDMI, DisplayPort und VGA
  Mehrere Bildschirme: Multi-Display Output

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Die Grafikkarte: Beschleunigung per CUDA und OpenCL



Waren leistungsstarke Grafikkarten (Graphics Processing Unit - GPU) früher vor allem für Gamer wichtig, sind sie mit der zunehmenden Nutzung ihrer Rechenfähigkeiten durch unterschiedliche Programme immer wichtiger auch für andere Anwendungsbereiche. Jede größere Rechenoperation, die in viele voneinander unabhängige Teilaufgaben zerlegt werden kann, kann theoretisch per GPU parallel berechnet werden, indem sie gleichzeitig in den Hunderten von Rechenkernen der GPU (Unified Shader/CUDA Cores (Nvidia) bzw. auch Stream Processors (ATI/AMD) genannt) ausgeführt wird. Gerade bei der Videoverarbeitung lassen sich viele der anfallenden Aufgaben in einfache Funktionen aufteilen, weil viele Operationen z.B. einzelne Bilder, Bildbestandteile oder Einzelbildfolgen unabhängig voneinander betreffen. Zum Beispiel werden von einigen Videoabearbeitungsprogrammen schon Funktionen wie etwa die Komprimierung, Formatumwandlung, Änderungen der Bildcharakteristiken (z.B. Skalierung), die Bildstabilisierung und viele Effekte (wie etwa Blenden, Partikeleffekte, Blur) per GPU beschleunigt.

Konkret arbeitet die GPU-Beschleunigung per CUDA (Compute Unified Device Architecture) von Nvidia und / oder per OpenCL/OpenGL (Open Computing Language/Open Graphics Library), das von AMD/ATI, Nvidia und Intel unterstützt wird. Bisher wurde Nvidias proprietäre CUDA (Befehlssatz-)Erweiterung eher eingesetzt, doch die offene Lösung OpenCL/OpenGL, die inzwischen sowohl von Nvidia als auch von ATI- und Intel Grafikeinheiten interpretiert werden kann, wird jetzt immer häufiger zusätzlich oder sogar alleine unterstützt. So nutzt etwa Adobes neue Version Premiere CC sowohl CUDA als auch OpenCL Grafikkarten (und ebenso wie DaVinci Resolve dann auch mehrere). DaVinci Resolve (Version 9) dagegen nutzt momentan nur CUDA (also Nvidia) Karten zur zusätzlichen Berechnung – mit der Version 10 wird aber ebenfalls auch OpenCL unterstützt werden. Die neuesten Versionen der populären Open-Source Toolkits x264 (zur De-/Komprimierung von H.264) und Ffmpeg (genutzt u.a. von MPlayer, VLC, xine und Handbrake ) werden auch teilweise per OpenCL beschleunigt

Der Vorteil von OpenCL/OpenGL für die Hersteller liegt in der Offenheit des Standards: entsprechender Programm-Code läuft auf allen Grafikkarten und muss nicht extra angepasst werden (wie bisher CUDA). Deswegen scheint OpenCL/GL der Standard der Zukunft zu werden (zumal es auch von Nvidia unterstützt wird - allerdings hinken Nvidia GPUs bei der OpenCL Performance noch hinterher).

Wem allerdings der Support per Grafikkarte auch in älteren/anderen Programmen wichtig ist, ist mit einer Nvidia Karte aufgrund der (noch) breiteren (und meist schon länger eingesetzten) Unterstützung per CUDA-Beschleunigung unter Umständen besser bedient als mit einer von AMD/ATI. Ob aber eine Grafikkarte tatsächliche unterstützt wird von einem Programm, hängt auch jeweils vom verwendeten Treiber und der Version der GPU ab - es lohnt sich also ein Blick in die offiziellen jeweiligen Systemanforderungen. Die OpenCL-Unterstützung durch Intel-GPUs startet z.B. erst ab IvyBridge (HD Graphics 2500/4000) : SandyBridge (HD Graphics 2000/3000) hat noch keine, Haswell (HD Graphics 4200/4400/4600/5000/5100/5200) schon.


H.264 Encoding per GPU: Geschwindigkeit und Qualität / Auf CPUs integrierte GPUs: Intel HD, AMD Radeon HD


13 Seiten:
Einleitung / Die Grafikkarte: Beschleunigung per CUDA und OpenCL
H.264 Encoding per GPU: Geschwindigkeit und Qualität / Auf CPUs integrierte GPUs: Intel HD, AMD Radeon HD
Software, die CUDA, OpenCL, OpenGL und mehrere GPUs unterstützt / Programme die GPU-Beschleunigung unterstützen
H.264 und MPEG-2 En- und Decoding Beschleunigung per Intel Quick Sync Video
Grafikkarten-Varianten der verschiedenen Hersteller
Die Nomenklatur von Grafikchips: die Leistungsklassen
Abwärme, Stromverbrauch und Kühlung der GPU / Übertaken von Grafikkarten
Grafikkarten-Revisionen / Die Pro-Karten: Nvidia Quadro und AMD FirePro
Der Grafikkartenspeicher: das GPU VRAM
Multi GPU: Beschleunigung durch mehrere Grafikkarten
Die Anschlüsse: DVI, HDMI, DisplayPort und VGA
Mehrere Bildschirme: Multi-Display Output
    

[93 Leserkommentare] [Kommentar schreiben]   Letzte Kommentare:
dienstag_01    16:49 am 22.7.2013
Nee, encodieren können die nicht. Ob es eine komplette Decodiereinheit ist, weiss ich nicht. Quellen sieht es trübe aus, Hardwarebeschleunigung ist ein Stichwort, hardware...weiterlesen
mannamanna    16:19 am 22.7.2013
Vom Prinzip her ja. Ich rede hier aber nicht von Cuda, sonder von der seit Geforce 7 oder 8 verbauten Hardwarebeschleunigung. Eben die, auf die die Player zurückgreifen. Aber...weiterlesen
dienstag_01    16:08 am 22.7.2013
Ist schon richtig so. Vom Prinzip her ja. Ich rede hier aber nicht von Cuda, sonder von der seit Geforce 7 oder 8 verbauten Hardwarebeschleunigung. Eben die, auf die die Player...weiterlesen
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