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デコード(NVDEC)をGPUで処理すると、エンコード速度は向上するのか?

 

デコード(NVDEC)をGPUで処理すると、エンコード速度は向上するのか?


NVDEC(NVIDIA デコーダー)の処理速度がNVENC(NVIDIA エンコーダー)より速い場合、エンコード速度はNVENCの性能によって決まり、デコード性能(NVDEC)には影響を受けません。

つまり、どのコーデックを使用しても、圧縮率が高くても、最新のコーデックでも、デコード速度が十分に速ければ、エンコード速度がボトルネックとなります。


1. エンコードプロセスにおけるNVDECとNVENCの役割

ビデオのエンコードプロセスは、以下の 3つの主要なステップ で構成されます。

1️⃣ デコード(NVDEC)
・入力動画がH.264、HEVC(H.265)、AV1、VP9などのフォーマットの場合、圧縮されたデータを解凍し、非圧縮のフレーム(YUV/RGBデータ)に変換。
・NVDECの速度が十分に速ければ、このプロセスがボトルネックになることはない。

2️⃣ フレーム処理(Processing)
・解像度変更、フィルター適用、ノイズ除去、色空間変換(YUV → RGB)などの処理が入る可能性がある。
・この処理は、CPUやGPUの計算処理を伴う場合もある。

3️⃣ エンコード(NVENC)
・NVDECから渡された非圧縮フレームを、新しいビデオストリーム(H.264、HEVCなど)として圧縮する。
・エンコード速度は、NVENCの性能とエンコードプリセット(高速設定・高品質設定)によって決まる。


2. NVDECがNVENCより高速な場合、エンコード速度はどうなるか?

NVDECの処理速度がNVENCより高速な場合、エンコード速度はNVENCの処理速度によって決まります。

✅ NVDECが速ければ、NVENCにリアルタイムでデコード済みのフレームを渡せるため、デコードがボトルネックになることはありません。
✅ しかし、最終的なエンコード速度はNVENCの性能とエンコードプリセット(高速・高品質)によって制限されます。
✅ つまり、デコード速度がどれだけ速くても、NVENCの処理能力を超える速度でエンコードすることはできません。

例:

例1: NVDECがNVENCより遅い場合

NVDECの速度: 100 FPS
NVENCの速度: 200 FPS

→ デコードが遅いため、NVENCに十分なフレームを供給できない。
最終的なエンコード速度は100 FPSに制限される。

例2: NVDECがNVENCより速い場合

NVDECの速度: 400 FPS
NVENCの速度: 200 FPS

→ NVDECは十分なフレームを供給できるため、最終的なエンコード速度はNVENCの処理能力で決まる。
最終的なエンコード速度は200 FPS。


3. 最新のコーデックや高圧縮コーデックは影響を与えるのか?

最新のコーデックや高圧縮コーデック(例:AV1、HEVC、VVCなど)はデコード速度には影響を与えますが、NVENCのエンコード速度自体には影響を与えません。

デコード速度に影響を与える要因

  • コーデックの種類: AV1やHEVCはH.264よりもデコード処理が複雑なため、NVDECの負荷が増える。
  • 圧縮率: 圧縮率が高いほど、デコードに必要な演算量が増加する。
  • 解像度: 4Kや8Kの高解像度動画は、デコード処理の負担が大きい。
  • フレームレート: 30 FPSよりも60 FPSや120 FPSの方がデコード負荷が増加する。

しかし、NVDECがNVENCより十分に速い場合、デコード速度がエンコード速度に影響を与えることはありません。

エンコード速度に影響を与える要因

  • NVENCの性能: GPUのモデルによってNVENCの性能が異なる。
  • エンコードプリセット: 高画質プリセット(Slow、HQなど)は計算負荷が高くなるため、速度が低下する。
  • 出力ビットレート: 高ビットレートの設定ではNVENCの処理量が増え、速度が低下することがある。
  • 出力コーデック: H.264よりもHEVC、AV1の方がエンコード負荷が大きく、処理速度が低下する可能性がある。

4. 結論

NVDECがNVENCより速い場合、デコードがボトルネックにはならず、エンコード速度には影響しない。
最終的なエンコード速度は、NVENCの性能とエンコード設定(プリセット)によって決まる。
最新のコーデックや高圧縮コーデックはデコード速度に影響を与える可能性があるが、NVDECが十分に速ければ問題にならない。
高速エンコードを実現するには、NVENCの性能が高いGPUを選ぶことが重要。

つまり、デコード速度がいくら速くても、エンコード速度はNVENCが処理できる最大速度を超えることはない。

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