CPU和GPU，到底谁决定了转码速度的提升

在准备进行一项稳定可行的转码方案时，选择合适的硬件并发挥它的处理性能是十分重要的考量条件。硬件性能对转码的提升有很大的影响，所以选择合适的CPU/GPU组合并优化转码速度是十分必要的。

当我们在思考如何提升转码速度时，需要考虑以下两个方面：

首先，视频物料在转码时的处理方式是取决于（原始）素材的格式，通常来说不同的（素材）格式需要不同的处理步骤。

其次，CPU和GPU都负责处理视频素材，同时也负责转码速度。每个处理步骤中对CPU和GPU的资源调用程度不同。

所以，为了选择“正确”的硬件，我们需要首先回答以下问题：

在转码中哪些格式需要使用哪些步骤？在处理每一个步骤时，CPU和GPU在处理性能上哪一个占主导地位？

基于这些思考，我们可以得出一个列表，想要提升转码速度，这取决于你使用的是哪种素材格式

我们来仔细看看不同的处理步骤它们所调用的相关资源

摄影机原始负片（ORIGINAL CAMERA NEGATIVES）转码的处理过程

首先，我们来看看在转码过程中处理摄影机原始负片的步骤

1.解码和解压缩（只解压RAW格式）：提取特定的数据文件格式并预处理。解码是必要的，解压缩只取决于RAW格式的文件；

2.解拜尔（RAW文件）：这个步骤仅适用于在处理RAW素材格式，通常来说是将感光元件里原始像素值处理为人眼可示的图像；

3.重新调整图像大小和添加滤镜效果（LUTS)：从4K到高清的下变换取决于GPU的运算，若要在图像上叠加视觉效果，可以添加视频滤镜。拍摄4K并转码为高清分辨率时，通常需要重新调整画面尺寸大小；

4.重新编码：整合图像数据到指定的目标编码和封装格式，这是必不可少的步骤。

为了流程的完整起见，需要注意的是在处理转码工作之前和处理之后，必须对硬盘进行必要的读取和写入测试，这会需要一点儿时间，同时它也是影响转码速度的因素之一。

数据处理流程

当我们知道处理原始数据的流程的经过时，我们也就知道了CPU和GPU在处理过程中的资源调用任务分配：

1.解码和解压缩（素材为RAW时）：CPU负责处理

2.解拜尔（素材为RAW时）：GPU负责处理

3.重新调整图像大小和添加滤镜效果：GPU负责处理

4.重新编码：CPU负责处理

结论：GPU VS CPU 也就意味着处理未压缩的RAW素材和非RAW格式素材之间的对比，压缩的RAW素材处理较为复杂。

回顾处理过程，我们总结出它有两个必不可少的步骤，解码（1）和重新编码（4），它们都需要CPU的运算能力。那这就意味着一个稳定的高配置的CPU是提升转码性能的基础。

然而CPU也是有它运算时的极限-特别是当有需要GPU处理运算时。

这就引导我们去思考一个很重要的问题：什么时候启动GPU才真正有助于运算处理呢？

首先我们已经知道的是，解拜尔（2）和调整图像大小/添加滤镜效果（3）都需要使用到GPU, 但是调整图像大小/添加滤镜效果（3）需要较少的GPU处理运算，可以忽略不计

通常来说，处理未压缩的RAW素材解拜尔时，GPU的运算能力是很关键的因素，比如说解拜尔的分辨率设置对于GPU的处理性能影响很大

在GPU参与解拜尔未压缩格式的RAW素材之前，它们首先必须经过CPU的解压缩处理过程

因为这需要CPU负担大量的运算，因此可能导致GPU在解拜尔时被调用的资源减小

注意：我们从MAC/MAC OS的操作系统的角度上来看，负责某些处理步骤的资源可能取决于特定的平台支持，（比如说未来REDRAW可能会在GPU上进行解码运算），这个也在研发当中了，我们翘首以待。

那么哪些素材格式需要调用到GPU和CPU的处理运算呢？

总结如下：

1.全部的RAW格式(包含压缩的和未压缩的，如ARRIRAW或者REDCODE RAW）需要GPU的运算来进行解拜尔

2.所有非RAW格式的（比如ProRes)就非常依赖于CPU的处理能力

3.压缩的RAW格式（比如REDCODE RAW or SONY X-OCN），它们需要解码和解压缩的处理，需要指出的是这可能对CPU的运算能力要求更高，而GPU的性能不再限制转码速度

所以我们可以看看以下素材格式的相关划分

1.未压缩的RAW-对GPU的处理性能需求

2.压缩的RAW-对CPU和GPU都有一定的处理需求

3.非RAW文件-对CPU的需求

使用外置显卡加速 

当需要考虑添加外置GPU加速卡时，要遵循以上原则

外置GPU加速卡会对转码速度有显著提升，但这也取决于你的素材格式（译者注：在软件中设置的解拜尔分辨率也会对转码的速度有很大的影响），当处理流程转移到外置GPU时，会消耗操作系统的相关资源（译者注：内存的大小等）以及需要外部的I/O单元（外置显卡箱）。

因此需要注意的是当使用外置GPU处理某些格式时（如ProRes)时转码的速度反而会变慢。

在充分了解数字摄影机的素材形式和转码处理工作流程后，你将会在选择相关硬件时更加胸有成竹。如果你知道在实际工作中转码时的素材格式时，你就会有针对性地投资你的硬件以提升转码性能。拿ARRI RAW举例，在转码时使用外置GPU会提升它的GPU处理性能，诸如Silverstack Lab这种专业的转码软件也支持外置显卡加速。

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