市販ハード・エンコーダに迫る新Core iシリーズQSV機能
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【本ページと関係深いページ】 ：
高速エンコーダの現状−インテルQSV機能と外付GPUカード
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2011年1月に発売された第２世代の新Core i シリーズ「Sandy Bridge」CPU（Core i7 / i5 / i3 - XXXX４桁）に内蔵されたグラフィックスは、第１世代のIntel HD Graphics から、Intel HD Graphics 2000/3000と大きく進歩しました。
（GPU性能の位置付けは、GPU搭載のBTOノート一覧のページへ）
このインテルグラフィックスに新しく搭載された動画アクセラレータ「QSV機能」は、市販のハードウェア・エンコーダーに迫る性能を持つようになったのだろうか？
※注記）従来のCore i シリーズ内蔵GPUがHD( High Definition )動画のデコーダ搭載のみだったのに対して、QSVでは、MPEG-2およびH.264(MPEG-4 AVC)のエンコーダが搭載された。
今回は、この「クイック・シンク・ビデオ(Quick Sync Video ：QSV) 機能」の性能をよく知るため、ハードウェア・エンコーダーを製品化しているメーカーサイトを中心に調査して見ました。
本調査のきっかけは、日経Win-PCの3月号、5月号掲載の「新Core i プラットホーム研究：新Core iシリーズは動画エンコードが速い」という記事によれば、『１パスで画質は落ちるが、ペガシスのTMPGEnc Video Mastering Works 5 で搭載の標準エンコーダX264より、4〜5倍速い』という内容からでした。
← SpursEngineの基板
まず、予備知識として、比較相手である、現在H.264まで変換できるハードウェア・エンコーダを製品化している代表的メーカーについて書いて置きます。
いずれも東芝が開発した、SpursEngine（スパーズエンジン）を採用しています。現在のところ（業務用途を除くと）、このエンジン利用以外のH.264まで変換できるハードウェア・エンコーダと言うのは、見当たりませんでした。
※注記）SpursEngineは、東芝が開発した、Cell（Cell Broadband Engine）をベースにしたLSIであり、Cellに搭載されているSPEを低クロック化したものを4基搭載し、さらにMPEG-2およびH.264(MPEG-4 AVC)のハードウェアエンコーダ・デコーダを搭載する。
まず、拡張PCIカードからですが、下記の２つです。
【アクセラレータカード（PCI Express接続）タイプ】
●カノープス：FIRECODER Blu
●リードテック(Leadtek)：WinFast PxVc1100
拡張カードと、高画質マルチビデオエンコーダーソフトとして評価の高いペガシス社のTMPGEnc 4.0 XPress と Movie Plug-In SpursEngine をセットにしている。
今回、上のカノープスのPCI-exカード「FIRECODER Blu」でのメーカーホームページのデータ図からです。
本カードのエンコードの実力ということで、
「HDVからH.264への変換を素材時間（10分）の約1/2の時間（4分30秒）で行える。SD画質のMPEG2からSD画質のH.264であれば、約1/4の時間で変換可能である。」としています。
※注記）ハイビジョンHDV( MPEG2 ) 1080/60i からH.264 1440×1080/60iに変換する速度を計測。ソフトウェアエンコードはCore 2 Quad 2.83GHzのPCを使用。（ただしPC環境や素材により結果が異なる場合があり、この測定結果を保証するものではない。）
このデータで注目したいのは、ソフトエンコードの時間比較（23分20秒の19％、約1/5）ではなく、素材時間10分の約45％（4分30秒）で、本拡張PCIカードでエンコードできたという点です。
次に、東芝はノートPC本体にアクセラレータカードとして、搭載しています。
【ハード・エンコーダ搭載したAVノートタイプ】
←当時の最新モデルdynabook Qosmio T750 Webオリジナル
一方、もう一つの実測データとして、価格コムのレビュー報告があります。
SpursEngine（スパーズエンジン）搭載の東芝AVノートQosmio G65W（ Core i7-620M 、GeForce GT330M）で、家庭用デジタルビデオカメラで撮影した約1時間のハイビジョン動画映像（AVCHD形式、3.18GB）を、BD-Rディスクにダビングした内容の報告です。
「SpursEngine非搭載のPC（ Core i5-450M 、インテルHD グラフィックス）では処理が終了するまでに51分53秒かかったが、本AVノートでは、SpursEngine（スパーズエンジン）の能力で、1/6以下のわずか8分8秒という短時間でダビングが終了した。」と言うものです。
※注記）東芝のQosmio G65Wページ記載には、「作業時間を約1/5に抑えてスピーディにダビングできる」とあり、注記として、HDVの映像（1,440×1,080ドット/25Mbps）をH.264形式（1,440×1,080ドット/10Mbps）に変換してBD-R/REに書き込む場合と但し書きがある。
この価格コムのレビューデータでも注目したいのは、エンコード時間の直接比較（約1/6）ではなく、１時間のカメラ映像（AVCHD形式）ソースが→ 8分8秒（488秒）、つまり素材時間の約14％の圧倒的な短時間でエンコード処理できたという点です。
さて、本ページのテーマである、新Core i シリーズCPUコア内蔵エンコーダ「Quick Sync Video (QSV)」機能は、ここまでに書いて来た、これらのハード・エンコーダ性能に迫ったのでしょうか？
【新Core iシリーズSandy Bridgeコア内蔵エンコーダの性能測定例】
新Core iシリーズCPUコアのGPU部に内蔵されたこのQSVエンコーダは、マザーボードのチップセットがP67ではなく、H67の方を搭載した環境で、かつCPU内蔵グラフィックス機能をプライマリーディスプレー設定にする環境のみで動作します。（外付けグラフィックカードは、セカンダリーディスプレー）
【日経Win-PC5月号の測定例】
日経Win-PCの5月号掲載の「新Core i プラットホーム研究：新Core iシリーズは動画エンコードが速い」という記事（108ページ）では、５種類の動画編集ソフトでエンコード時間が測定されている。
ペガシス社の人気エンコードソフトTMPGEnc 4.0 XPress の後継「TMPGEnc Video Mastering Works 5」や、コーレルの動画編集オーサリングソフト「VideoStudio Ultimate X4」、サイバーリンクの「PowerDirector 9 Ultra64」、「Media Espresso 6.5」、「ロイロスコープ２」の５つである。
この測定時の素材映像ソースは、下記
●HD動画：MPEG-2 TS形式ファイル1920 x 1080ドット、15分
（また、PCパーツは、CPU : Core i7-2600K(3.4GHz)、つまり内蔵のグラフィックスは、Intel HD Graphics 3000（※注記１）、マザーボード：H67MP-S(Foxconn)、メモリー：4GB デュアル、OS：Windows 7 Ultimate 64 だった。）
【HD動画をH.264にエンコードした結果】
１．ペガシス「TMPGEnc Video Mastering Works 5
ただし、「1パスで、画質を上げるための2パスエンコードが出来ない。VBR（可変ビットレート）に出来ない」などで画質が落ちたと言う。
２．コーレル「VideoStudio Ultimate X4
３．サイバーリンクの「PowerDirector 9 Ultra64
（「PowerDirector 9 」のレンダリングエンジン「TrueVelocity Parallel 」ブロック図を、下の方の【GPGPUの役割分担について】に掲載しました。）
４．サイバーリンクの「Media Espresso 6.5
５．ロイロスコープ２は、β版なので省略。
この測定結果を眺めてみると、
●各々のソフトエンコード時間に対して、インテルQSVエンコーダ処理では、約1/2〜1/4（25％から50％）と2倍から4倍速い。
●映像ソースの素材時間15分に対しては、2分28秒〜8分16秒と、16％〜55％のエンコード時間が測定された。（一部のSD動画エンコードでは5倍以上）
各々のソフトエンコード時間に対して、「2倍から4倍速い」と言うのは、確かに速いのですが、相対的なデータです。（各々のソフトエンコード時間が、つまり元が遅ければ4倍でも速くはない。）
これに対し、素材時間15分に対して、2分28秒となったサイバーリンクの「Media Espresso 6.5
【ペガシスの測定例】
ペガシス社の人気エンコードソフトTMPGEnc 4.0 XPress の後継機種、「TMPGEnc Video Mastering Works 5 (ティーエムペグエンク ビデオ マスタリング ワークス 5)」で、上記に似た実測例がメーカーサイトに掲載されていました。
この測定時の素材映像ソースは、下記
●AVCHD 1920 x 1080、 29.97fps、 5分4秒、 9133フレーム
この「TMPGEnc Video Mastering Works 5」で、インテルQSVエンコーダ（Intel Media SDK）動作設定し、H.264変換測定データの結果グラフです。
（測定環境は、Sandy Bridge CPU (3.0GHz)、メモリー：8GB、OS：Windows 7 Ultimate 64）
グラフから、
●ペガシスのソフトデコーダ+標準ソフトエンコーダ（X264）設定（青色のグラフ）では、約746秒だったものが、ペガシスのソフトデコーダ+インテルQSVエンコーダ（Intel Media SDK Encoder）設定（緑色のグラフ）に変えると、約153秒（約1/5）と、5倍高速になった。
（各社のソフトエンコード時間に対して、「X倍速い」と言うのは、確かに速いのですが、あくまで相対的なデータですので、）
●素材映像ソース時間5分4秒（304秒）との比較では、約1/2であり、素材時間の約50％となった。
以上の２例から、エンコード処理する映像ソースの素材がすべて同じでの測定データ比較なら、性能の優劣がハッキリして来ますが、それは今回の調査方式では無理です。
【結論的には】
結論的に、今回の調査で言えるのは、各々測定の条件が違いますが、
（ハード・エンコーダの代表としての）
・カノープスのPCIカード「FIRECODER Blu」のエンコード時間が、素材時間の約45％だったこと、
・東芝ノートQosmio G65Wでは素材時間の約14％（メーカーデータは20％）と言う圧倒的な短時間だった
というデータに比較しても、
素材時間の16〜55％という「QSV」の動画エンコーダ性能は、まったく遜色ないレベル
と言えるかも知れません。
ただ、非常に残念なのは、CPU内蔵グラフィックス機能をプライマリーディスプレー設定にする環境のみで動作するため、ゲームなどの3D描画性能を上げるために、性能の高いグラフィックカードを追加しても、このカード側動作では動画エンコーダとしてQSV機能は使えないことになります。（Windows 8 では使えるようになりました）→下記の重要な注記参照方
このIntel HD Graphics 2000/3000のグラフィックス性能は、Radeon HD 5450前後レベルとかなり低いのです。その位置付けは、GPU搭載のBTOノート一覧のページでチェックしてみて下さい。
最後に、
外付けグラフィックカード（とQSV機能）を同時に使えないという問題を解決する面白い技術が日経Win-PCの5月号101ページに出ていました。それは、Lucidlogixs の「Virtu」という自動切換えするソフトですが、その詳細は5月号紙面をご覧下さい。（下記の重要な注記を参照方）
【重要な注記】
●この自動切換えするソフトを使わなくても、グラフィックカードとQSV機能を同時に使う方法として、マルチモニター接続にすると言う方法があります。つまり、グラフィックスカードとマザーボード内蔵GPUの出力端子の双方が映像モニターに接続されている場合にのみQSVが有効になります。
この場合は、必ず、デバイスマネージャなどで両者のビデオドライバーが有効になっていることを確認して下さい。（プライマリーディスプレーにカード側を接続、セカンダリーにマザーボード内蔵のIntel HD Graphics 側出力の接続でも構わないようです。）
●さらに、Windows 8 利用との絡みで、もっと状況が改善してきました。これは、対象のＣＰＵが Ivy Bridge 世代以降ということなのですが、「QSVと単体GPUの同時利用」を、Windows 8 環境でサポートした Ivy Bridge向けグラフィックスドライバが出たことによります。（2013年4月）
さらに、このIvy Bridge向けグラフィックスドライバは、Windows 8 だけでなく、Windows 7 にも対応しているのですが、Windows 7では無理のようです。
この「Windows 8 + Ivy Bridge 世代以降ＣＰＵ」の環境下では、単体GPUカードがプライマリーディスプレー接続でもQSV利用可能になったようです。つまりゲームPCなどグラフィックスカードがプライマリーとなるPCでも、QSVが使えるようになった訳です。
ここからの続きは、「高速エンコーダの現状−インテルQSV機能と外付GPUカード」へ
2011年5月7日追記
【ビデオ編集用PC（参考）例】
◆ツクモのノンリニアビデオ編集パソコンE-GEAR：EM7J-B31/S (ミニタワーモデル) ：￥119,980 円
：編集ソフトEDIUS Neo3
※注記１．日経Win-PCの3月号38ページ掲載のグラフでも、 Intel HD Graphics 3000( Core i7-2600K)とIntel HD Graphics 2000( Core i7-2500K/2500)の違いで、エンコード時間も2倍くらい違う点（ただしペガシスTMPGEnc の場合）に注意したい。（HD Graphics 3000の方が2倍速い。GPU内蔵の汎用計算コア、つまりベクトル演算ユニットの数が、2倍（12個と6個）違うためと思われる。）
【本ページと関係深いページ】 ：
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