Nvidia ピュアビデオ

PureVideoはビデオデコードを実行するNvidiaのハードウェアSIPコアです。PureVideoは一部のNvidia GPUに統合されており、 MPEG-2、VC-1、H.264、HEVC、AV1など複数のビデオコーデック規格のハードウェアデコードをサポートしています。PureVideoはGPUのダイ領域のかなりの部分を占めるため、 Nvidia NVENCと混同しないでください。^{[1]チップ上のビデオデコードに加えて、PureVideoはエッジ強調、ノイズ低減、}デインターレース、動的コントラスト強調、色強調 などの機能を提供します。

PureVideo SIP コアは、NVDEC、VDPAU、VAAPI、DXVAなどの1 つ以上のインターフェイスを提供するデバイス ドライバーによってサポートされている必要があります。これらのインターフェイスの 1 つは、 VLC メディア プレーヤーやGStreamerなどのエンド ユーザー ソフトウェアによって使用され、PureVideo ハードウェアにアクセスして利用します。

Nvidia の独自のデバイス ドライバーは複数のオペレーティング システムで利用可能であり、PureVideo のサポートが追加されました。さらに、PureVideo ハードウェアもサポートする 無料のデバイス ドライバーも利用可能です。

PureVideoのサポートは、2008年10月からVDPAUを通じてNvidiaの独自ドライババージョン180で利用可能になりました。^[2] 2013年4月以降^{[引用が必要]、} nouveauはPureVideoハードウェアもサポートし、VDPAUと部分的にXvMCを通じてアクセスを提供しています。^[3]

Microsoft の Windows Media Player、Windows Media Center、および最新のビデオ プレーヤーは PureVideo をサポートしています。Nvidia は、DirectShow を使用するメディア プレーヤーで使用できる PureVideo デコーダー ソフトウェアも販売しています。デュアル GPU を搭載したシステムでは、PureVideo を使用するには、コーデックを構成するか、Nvidia GPU でアプリケーションを実行する必要があります。LAV、ffdshow、または Microsoft Media Foundation コーデックを使用するメディア プレーヤーは、PureVideo 機能を利用できます。

OS X は Nvidia ハードウェアとともに販売されたため、サポートが利用できる可能性があります。^{[引用が必要]}

PureVideo HD (下記の「命名の混乱」を参照) は、PC で Blu-ray/HD DVD を再生するための要件に準拠した、 HD DVDおよびBlu-ray ディスクの再生が認定された Nvidia グラフィックボードを識別するラベルです。

1. デジタルディスプレイ（DVI-D/HDMI）のエンドツーエンド暗号化（HDCP）
2. H.264ハイプロファイル L4.1、VC-1アドバンストプロファイル L3、および MPEG-2 MP@HL (1080p30) デコードを 40 Mbit/s でリアルタイムにデコード
3. HD DVD/Blu-ray ピクチャーインピクチャー (プライマリビデオ @ 1080p、セカンダリビデオ @ 480p) のリアルタイムデュアルビデオストリームデコード

オリジナルの PureVideo エンジンは、GeForce 6 シリーズで導入されました。GeForce FXのビデオ エンジン (VPE)をベースにしたPureVideo は、MPEG-1/MPEG-2 デコード パイプラインを再利用し、デインターレースとオーバーレイのサイズ変更の品質を向上させました。DirectX 9 の VMR9 レンダラーとの互換性も向上しました。MPEG-1/MPEG-2 デコード パイプラインなどのその他の VPE 機能は変更されていません。Nvidia のプレス資料では、VC-1およびH.264ビデオのハードウェア アクセラレーションについて触れられていますが、これらの機能は発売時には存在しませんでした。

GeForce 6600のリリース以降、PureVideoはVC-1およびH.264ビデオのハードウェアアクセラレーションを追加しましたが、 MPEG-2ビデオと並べてベンチマークした場合、アクセラレーションのレベルは限られています。VPE（およびPureVideo）は、逆離散コサイン変換から始まるMPEG-2パイプラインをオフロードし、CPUに初期のランレングスデコード、可変長デコード、逆量子化を実行させます。^[4]一方、第1世代のPureVideoは、VC-1の支援（動き補正と後処理）が限られていました。

第 1 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 1」または VP1 と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。

G84/G86 GPU ( Tesla、GeForce 8400/8500/8600シリーズとして販売)以降、NvidiaはGPU内のH.264デコードブロックを大幅に再設計しました。第2世代のPureVideo HDでは、専用のビットストリームプロセッサ (BSP) と強化されたビデオプロセッサが追加され、GPUがH.264デコードパイプラインを完全にオフロードできるようになりました。VC-1アクセラレーションも改善され、PureVideo HDはVC-1デコードパイプラインのバックエンド (逆離散コサイン変換 (iDCT) と動き補正ステージ) のより多くの部分をオフロードできるようになりました。フロントエンド (ビットストリーム) パイプラインは、引き続きホストCPUによってデコードされます。^{[5] [6]} 第2世代のPureVideo HDでは、処理負荷の高いビデオデコードの大部分がGPUにオフロードされたため、主流のPCでHD DVDやBlu-rayムービーを再生できるようになりました。

第 2 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 2」または VP2 と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。これは、Nvidia Feature Set A (または「VDPAU Feature Set A」) に対応します。

これは、Windows 上の H.264 ビデオのハードウェア アクセラレーションをサポートする Adob​​e Flash Playerの最も古い世代です。

PureVideo HD のこの実装では、VP3 は、VC-1 ビットストリームのデコードを G98 GPU (GeForce 8400GS として販売) でオフロードするためのエントロピー ハードウェアを追加し、^[7]、MPEG-2 デコード ブロックの追加のマイナーな機能強化も行いました。H.264 デコード パイプラインの機能は変更されていません。本質的に、VP3 は、Blu-ray ディスク形式の 3 つのビデオ コーデック (MPEG-2、VC-1、および H.264) すべてに対して完全なハードウェア デコードを提供します。

第3世代PureVideoハードウェア（G98、MCP77、MCP78、MCP79MX、MCP7A）はすべて、次の水平解像度のH.264をデコードできません：769〜784、849〜864、929〜944、1009〜1024、1793〜1808、1873〜1888、1953〜1968、および2033〜2048ピクセル。^[8]

第 3 世代 PureVideo HD は、「PureVideo HD 3」または VP3 と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。これは、Nvidia Feature Set B (または「VDPAU Feature Set B」) に対応します。

PureVideo HDのこの実装であるVP4は、GT215、GT216、GT218 GPU（それぞれGeForce GT 240、GeForce GT 220、GeForce 210/G210として販売）を使用してMPEG-4 Advanced Simple Profile（オリジナルのDivXとXvidで実装された圧縮形式）ビットストリームのデコードをオフロードするためのハードウェアを追加しました。 ^[9] H.264デコーダーはVP3のフレームサイズ制限を受けなくなり、 3Dブルーレイディスクで使用されるH.264拡張機能であるMVCのハードウェアアクセラレーションが追加されました。MVCアクセラレーションはOSに依存します。Microsoft WindowsではMicrosoft DXVAとNvidia CUDA APIを通じて完全にサポートされていますが、NvidiaのVDPAU APIを通じてはサポートされていません。

第 4 世代 PureVideo HD は、「PureVideo HD 4」または VP4 と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。これは、Nvidia Feature Set C (または「VDPAU Feature Set C」) に対応しています。

第5世代のPureVideo HDは、GeForce GT 520（Fermi）で導入され、Nvidia GeForce 600/700（Kepler）シリーズのGPUにも搭載されており、H.264のデコード時のパフォーマンスが大幅に向上しています。^{[10]また、} 2160p 4K 超高精細（UHD）解像度のビデオを3840 × 2160ピクセル（垂直方向と水平方向の両方で1080pフルハイビジョン標準の2倍） でデコードでき、ドライバーと使用するコーデックによっては、最大4032 × 4080ピクセルの高解像度も可能です。

第 5 世代 PureVideo HD は、「PureVideo HD 5」または「VP5」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia 機能セット D (または「VDPAU機能セット D」) に対応しています。

Maxwell マイクロアーキテクチャとともに導入され、たとえば GeForce GTX 750/GTX 750 Ti (GM107) に搭載され、Maxwell ベースの GeForce 900 シリーズ GPU にも搭載されている第 6 世代の PureVideo HD では、H.264 および MPEG-2 のデコード時のパフォーマンスが大幅に向上しています。また、 4096 × 2160 ピクセルのDigital Cinema Initiative (DCI) 4K解像度ビデオのデコードも可能で、ドライバーと使用するコーデックによっては、最大 4096 × 4096 ピクセルの高解像度にも対応しています。Feature Set E を搭載した GPU は、破損したビデオ ストリームのデコード時に、より堅牢なエラー処理を提供する拡張エラー コンシールメント モードをサポートしています。H.265 FHD の部分的なハードウェア デコードをサポートしています。

第 6 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 6」または「VP6」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set E (または「VDPAU Feature Set E」) に対応しています。

第7世代のPureVideo HDは、GeForce GTX 960およびGTX 950で導入され、第2世代のMaxwell GPU（GM206）では、 GPUのビデオエンジンにH.265 HEVCバージョン1（メインおよびメイン10プロファイル）の完全なハードウェアデコードが追加されました。機能セットFハードウェアデコーダーは、完全な固定機能VP9（ビデオコーデック）ハードウェアデコードもサポートしています。 ^[11]

以前の Maxwell GPU は、ホスト CPU と GPU の GPGPU アレイの両方を含むハイブリッド デコード ソリューションを使用して HEVC 再生を実装していました。ハイブリッド実装は、VP7 のビデオ エンジンの専用ハードウェアよりも大幅に遅くなります。

第 7 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 7」または「VP7」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set F (または「VDPAU Feature Set F」) に対応しています。

PascalベースのGeForce 10 シリーズで導入された第 8 世代の PureVideo HD では、HEVC バージョン 2 メイン 12 プロファイルの完全なハードウェア デコードが追加され、VP9 および HEVC デコードの解像度が8Kに向上し、8K UHDTV や最大 8K フルドーム 8192x8192 まで対応します。

以前の Maxwell GM200/GM204 GPU は、ホスト CPU と GPU の GPGPU アレイの両方を含むハイブリッド デコード ソリューションを使用して HEVC 再生を実装していました。ハイブリッド実装は、VP8 のビデオ エンジンの専用ハードウェアよりも大幅に遅くなります。

第 8 世代 PureVideo HD は、「PureVideo HD 8」または「VP8」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set H (または「VDPAU Feature Set H」) に対応しています。

PureVideo HD の第 9 世代は、Voltaベースの TITAN V で導入されました。これは「PureVideo HD 9」または「VP9」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set I (または「VDPAU Feature Set I」) に対応しています。

TuringベースのGeForce RTX 20およびGeForce GTX 16シリーズで導入された第 10 世代の PureVideo HD では、GPU のビデオ エンジンに 3 つの追加の HEVC バージョン 2 プロファイル (Main 4:4:4、Main 4:4:4 10、Main 4:4:4 12) の完全なハードウェア デコードが追加されています。

第 10 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 10」または「VP10」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set J (または「VDPAU Feature Set J」) に対応しています。

第 5 世代 NVDEC を搭載したAmpereベースのGeForce RTX 30 シリーズで導入された第 11 世代 PureVideo HD では、GPU のビデオ エンジンに最大 8192 x 8192 ピクセルの解像度で AV1 メイン プロファイル (8 または 10 ビット深度の 4:0:0 および 4:2:0 クロマ サブサンプリング) の 8K@60 ハードウェア デコード機能が導入されています。

第 11 世代の PureVideo HD は、「PureVideo HD 11」または「VP11」と呼ばれることもありますが、これは Nvidia の公式名称ではありません。この世代の PureVideo HD は、Nvidia Feature Set K (または「VDPAU Feature Set K」) に対応しています。

PureVideo テクノロジの導入とその後の展開は、Nvidia の GPU リリース スケジュールと同期していなかったため、PureVideo テクノロジの正確な機能と、それをサポートする Nvidia GPU が、顧客にかなりの混乱をもたらしました。第 1 世代の PureVideo GPU (GeForce 6 シリーズ) は、幅広い機能を備えていました。GeForce 6 シリーズのローエンド (6200) では、PureVideo は標準解像度コンテンツ (720×576) に制限されていました。GeForce 6 シリーズのメインストリームとハイエンドは、H.264/VC-1 をまったく高速化しない古い製品 (6800 GT) と、VC-1/H.264 オフロード機能が追加された新しい製品 (6600 GT) に分かれていました。

2006 年、第 1 世代の PureVideo HD を搭載した GeForce 7900 の発売とともに、PureVideo HD が正式に導入されました。2007 年、第 2 世代 PureVideo HD (VP2) ハードウェアが Geforce 8500 GT/8600 GT/8600 GTS とともに発売されると、Nvidia は Purevideo HD を拡張し、第 1 世代 (遡及的に「PureVideo HD 1」または VP1 と呼ばれる) GPU (Geforce 7900/8800 GTX) と新しい VP2 GPU の両方を含めました。これにより、新しい VP2 ベースのコア (Geforce 8500 GT/8600 GT/8600 GTS/8800 GT) とその他の古い PureVideo HD 1 ベースのコア (Geforce 7900/G80) という、2 つの明確に異なる世代の機能を持つ GPU を含む、混乱を招く製品ポートフォリオが生まれました。

Nvidia は、PureVideo HD ラベルを持つすべての GPU が適切なシステム コンポーネントを使用して Blu-ray/HD DVD 再生を完全にサポートしていると主張しています。H.264/AVC コンテンツの場合、VP1 は新しい GPU に比べて加速性能が著しく劣っており、ホスト CPU に非常に大きな負担をかけます。ただし、十分に高速なホスト CPU であれば、ハードウェアの支援をまったく受けずに Blu-ray を再生できます。

Nvidia VDPAU機能セット^[18]は、異なるレベルのハードウェアデコード機能をサポートするNvidia GPUの異なるハードウェア世代です。機能セットA、B、Cの場合、ビデオの最大幅と高さは2048ピクセル、最小の幅と高さは48ピクセルで、すべてのコーデックは現在最大8192マクロブロック（VC-1/WMV9の場合は8190）に制限されています。部分的なアクセラレーションとは、VLD （ビットストリーム）デコードはCPUで実行され、GPUはIDCT、動き補償、およびデブロッキングのみを実行することを意味します。完全なアクセラレーションとは、GPUがVLD、IDCT、動き補償、およびデブロッキングのすべてを実行することを意味します。

H.264の完全加速とMPEG-1、MPEG-2、VC-1 / WMV9の部分加速をサポート

MPEG-1、MPEG-2、VC-1/WMV9、H.264 の完全なアクセラレーションをサポートします。

すべての機能セット B ハードウェアは、769 ～ 784、849 ～ 864、929 ～ 944、1009 ～ 1024、1793 ～ 1808、1873 ～ 1888、1953 ～ 1968、2033 ～ 2048 ピクセルの幅の H.264 をデコードできないことに注意してください。

MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 Part 2 (別名 MPEG-4 ASP)、VC-1/WMV9、H.264 の完全なアクセラレーションをサポートします。

グローバル モーション補償とデータ パーティショニングは、MPEG-4 Part 2 ではサポートされていません。

機能セット C と似ていますが、最大 4032 × 4080 ピクセルの解像度の H.264 と最大 4032 × 4048 ピクセルの解像度の MPEG-1/MPEG-2 のデコードのサポートが追加されました。

機能セット D に似ていますが、最大 4096 × 4096 ピクセルの解像度の H.264 および最大 4080 × 4080 ピクセルの解像度の MPEG-1/MPEG-2 のデコードのサポートが追加されました。VDPAU 機能セット E を備えた GPU は、破損したビデオ ストリームをデコードするときにより堅牢なエラー処理を提供する拡張エラー隠蔽モードをサポートします。この機能セットを備えたカードは、シェーダー アレイで実行される PureVideo ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを使用して、部分的/ハイブリッド ハードウェア ビデオ デコードとしてHEVC (H.265) をデコードします。

最大4096×2304ピクセルの解像度でHEVC Main（8ビット）とMain 10（10ビット）およびVP9プロファイル0（8ビット）の完全なアクセラレーションをサポートします。 ^[18]

最大4096×4096ピクセルの解像度でHEVC Main 12（12ビット）の完全なアクセラレーションをサポートします。^[18]

VP9プロファイル2（10ビット）の完全なアクセラレーションと、すべてのHEVCおよびVP9プロファイルの最大解像度8192 x 8192ピクセル（8k解像度）をサポートします。^[18]

機能セットHとして効率性が向上しました。^[18]

3つの追加のHEVCバージョン2プロファイル（メイン4:4:4、メイン4:4:4 10、メイン4:4:4 12）の完全なアクセラレーションをサポートします。^[18]

機能セットJとして効率が向上しました。当初、ハードウェアAV1デコードのサポートは、第11世代PureVideo HD GPU用のNvidia独自のNVDEC APIにのみ導入されました。AV1デコードは、1年以上後の2022年1月にオープンソースのVDPAU API機能セットKに追加されました。^[18]

• Microsoft Windowsオペレーティング システム用のDirectX ビデオ アクセラレーション (DXVA) API 。
• Nvidia の VDPAU (Unix 用ビデオ デコードおよびプレゼンテーション API) – Linux/UNIX オペレーティング システム向けの最新の Nvidia 最適化メディア API
• ビデオ アクセラレーション API (VA API) – Linux/UNIX オペレーティング システム用の代替ビデオ アクセラレーション API。
• OpenMAX IL (Open Media Acceleration Integration Layer) – Khronos Groupのロイヤリティフリーのクロスプラットフォーム メディア抽象化 API
• X-Video Motion Compensation (XvMC) API – Linux/UNIX オペレーティング システム用の最初のメディア API ですが、現在では実質的に廃止されています。

• GeForce 256 のモーション補正
• 高解像度ビデオプロセッサ
• ビデオ処理エンジン
• エヌビディア
• エヌビディア
• Nvidia グラフィック プロセッシング ユニットの一覧

• ビデオ コア ネクスト- AMD
• 統合ビデオデコーダー- AMD
• ビデオシェーダー- ATI

• クイック シンク ビデオ- Intel
• クリアなビデオ- インテル

クアルコム

• クアルコム ヘキサゴン

• Nvidia の PureVideo HD ホームページ