Sandy Bridgen salainen ase: Quick Sync

Koskaan aiemmin ei olla taidettu päästä sanomaan, että Intel on päässyt yllättämään sekä AMD:n että Nvidian samanaikaisesti housut nilkoissa. Sandy Bridge -prosessoreista löytyvä Quick Sync säilyi julkisuudelta piilossa aina IDF 2010 -tapahtumaan saakka. Uusi asia ominaisuus ei kuitenkaan ole, sillä samaa konseptia esiteltiin jo viisi vuotta sitten.

Intelin insinöörit havaitsivat samaan aikaan kun videomateriaalin painopiste alkoi siirtymään SD-sisällöstä teräväpiirtoon, että tavallisten työpöytäkoneiden asema videomateriaalissa on sen muokkaaminen ja luominen. Tuolloin videon muokkaamiseen saattoi mennä viikonloppukin, mikä on aivan liian pitkä aika. Tässä vaiheessa Intelin insinöörit alkoivat suunnittelemaan teknologiaa, joka parantaisi oleellisesti de- ja enkoodaussuorituskykyä. Tämä ominaisuus on nyt otettu käyttöön Sandy Bridge -prosessoreissa. Ominaisuuden ansiosta edellä mainittujen tehtävien suoritusnopeus paranee selvästi, mutta energian käyttö pysyy samalla pienenä. Ominaisuus tunnetaan nykyään Quick Sync -nimellä.

Sinulle ehkä herää mieliin ajatus, että onhan AMD:lla APP (eli Stream) ja Nvidialla CUDA. Olet oikeassa. Molemmat yhtiöt ovat valjastaneet ohjaimensa parantamaan laskentatehokkuutta tiettyjen tehtävien kohdalla. Meille on paasattu jo jonkin aikaa, että GPU-pohjainen laskenta tulee olemaan tulevaisuutta, mutta seuraavaksi puhummekin sellaisista tehtävistä, joita ei vain voi suorittaa yhtä nopeasti tai tehokkaasti yleiseen laskentaan tarkoitetun piirin avulla.

Mikä siis tässä mättää? Videon toistaminen tai enkoodaus on hyvin tyypillistä tietokoneella suoritettavaa laskentaa. Olemme havainneet, että nämä tehtävät ovat vaatineet kokoonpanolta hyvinkin paljon, eikä niitä ole pystytty suorittamaan ilman virrankulutuksen kohtuutonta kasvua. Ohjelmistokehittäjät ovat yrittäneet paikata ongelmaa tuomalla rinnakkaislaskennan videoihin liittyviin laskentaprosesseihin. Samalla virrankulutus ja lämmöntuotto ovat lähteneet kasvuun.



Intel vastaa ongelmaan integroimalla Sandy Bridge -prosessoreihin täysin oman piirin, joka ei tee mitään muuta kuin videolaskentaa. Tohtori Hong Jiangin mukaan Intel päätti omistaa yhden komponentin pelkkään videolaskentaan, koska videosisältöä on nykypäivänä lähes kaikkialla.

Heti kun tieto Intelin Quick Sync -ominaisuudesta kiiri julkisuuteen, niin AMD ja Nvidia alkoivat polttaa kumia. He alkoivat heti rakentaa samanlaista fixed-function -logiikkaan perustuvaan rautaa. Kuulemani perusteella kilpailijoilta on turha odottaa mitään kilpailevaa tuotetta vielä vuoteen.

Mitä se tekee?

Quick Syncillä on kaksi päätoiminta-aluetta: enkoodaus ja dekoodaus.


Intelillä on ennestään vankka asema dekoodauksen suhteen. Sen edellisen sukupolven grafiikkaydin osasi dekoodata MPEG-2-, VC-1- ja AVC-videota. Grafiikkaydin ei kuitenkaan osannut käsitellä liikekopensaatiota (videoliukuhihnan raskaimpia prosesseja) tai loop-suodatusta (käytössä VC-1:ssä ja AVC:ssä). Nämä tehtävät piti suorittaa ulkopuolisella yleislaskentaan tarkoitetulla yksiköllä. Sandy Bridge oikaisee asian, sillä siinä koko dekoodausliukuhihna on siirretty tehokkaalle fixed-function logiikkaan perustuvalle yksikölle. Samalla Intel lisäsi tuen MVC:lle, mikä mahdollistaa Blu-ray 3D -toiston. Skaalaus, kohinanpoisto, lomituksen purku, ihon sävyn parannus, värien hallinta ja kontrastin hallinta hoidetaan kaikki grafiikkamoottorin sisällä samassa yksikössä.

Enkoodauksessa fixed-function -logiikka toimii yhteistyössä näytönohjaimen ohjelmoitavien suoritusyksikköjen kanssa (EU). EU-apuprosessoreihin on yhdistetty mediasampler-lohko, joka vastaa liikearvioinnista eli se täydentää EU-yskikköjen toimintaa. Suorituskykyä parantaa myös se, että transkoodauksessa tarvittavat dekoodaus-suoritteet tehdään aiemmin mainitulla dekoodausliukuhihnalla. Intelin prosessorilla on siis mahdollista muuntaa MPEG-2-, VC-1- tai AVC-video MPEG-2- tai AVC-videoksi.


Quick Sync -ominaisuutta hyödyntävien ohjelmistotalojen sovellustavat riippuvat luonnollisesti ohjelman luonteesta. Otetaan esimerkiksi CyberLink. PowerDVD 10:ssä voidaan hyödyntää täysin liukuhihnan dekoodauskiihdytys. MediaEspresson sovelluskohteet ovat monialaisempia, sillä sen pitää lukea tiedosto, dekoodata, enkoodata ja muuttaa se ulos lähteväksi videostreamiksi.