Аппаратное транскодирование на Nvidia NVENC

Транскодирование видео на NVIDIA Nvenc

Flussonic Media Server умеет кодировать видео, используя GPU на видеокартах NVIDIA. Список поддерживаемых видеокарт можно найти на сайте Nvidia.

Также в системе должен быть установлен драйвер Nvidia версии выше 400.

При использовании NVIDIA Nvenc наш транскодер может обрабатывать 10-битные потоки.

Для транскодирования видео в кодеке AV1 требуется видеокарта NVIDIA Ada Lovelace и выше.

Установка драйвера

Драйвер устанавливается из соответствующего пакета.

Ubuntu 20.04:

apt-get install nvidia-driver-515-server --no-install-recommends

В sources.list должен быть включен компонент non-free.

Для других системах можно установить драйвер с официального сайта Nvidia. Инструкция по установке драйвера для Ubuntu

Для работы с большим количеством транскодируемых потоков может потребоваться увеличение лимита на открытые файлы. Сделать это можно командой:

ulimit -n 4096

Добавьте в файл следующие строки в файл /etc/security/limits.conf:

* hard nofile 4096
* hard nofile 4096

Включение транскодера

Настройки транскодера можно задать:

• В конфигурационном файле Flussonic /etc/flussonic/flussonic.conf в опциях потока, используя директиву transcoder с разными опциями.
• В интерфейсе администратора в Media > выбрать поток > Transcoder.

Для включения аппаратного кодирования с использованием Nvenc необходимо прописать опцию hw=nvenc:

transcoder vb=2048k hw=nvenc ab=128k

Выбор кодека

По умолчанию используется H.264. При кодировании на Nvenc вы также можете использовать:

• H.265 (HEVC):

transcoder vb=2048k hw=nvenc vcodec=hevc ab=128k

• AV1:

transcoder vb=2048k hw=nvenc vcodec=av1 ab=128k

Поддержка потоков с 10-битной глубиной цвета

Транскодер Flussonic может работать с 10-битными потоками при использовании NVIDIA Nvenc. Эта функция поддерживается для всех вариантов кодеков на входе и выходе.

Чтобы транскодировать видео из не-10-битного в 10-битное, используйте значение опции pix_fmt, оканчивающееся на p10. Список всех доступных значений см. в схеме API.

Например, для транскодирования 8-bit HEVC/H.264/AV1 в 10-bit HEVC задайте опции транскодера так:

transcoder vb=3000k vcodec=hevc pix_fmt=yuv420p10 ab=128k

Необходимо использовать драйвера NVIDIA - версии выше 400, и версию Ubuntu - 18.04 или выше.

Выбор видеокарты

Вручную

Если в системе установлено несколько видеокарт, то можно выбрать какую из них использовать для транскодирования. Для этого используется опция deviceid:

transcoder vb=2048k hw=nvenc deviceid=1 ab=128k

Номер видеокарты можно узнать при помощи команды nvidia-smi. По умолчанию используется первая видеокарта deviceid=0.

Автоматически

Если у вас много потоков, то Flussonic поможет автоматически распределить их между видеокартами для транскодирования. Автоматическое распределение потоков происходит на основании анализа загрузки карты и потребления видеопамяти.

Включить распределение потоков между GPU можно в конфигурационном файле, указав в transcoder опцию deviceid=auto для каждого потока:

transcoder vb=2048k hw=nvenc deviceid=auto ab=128k

Обрезка видео

Опция crop позволяет обрезать видео. Указывается отдельно для каждого видеопотока.

Использование: crop=x:y:width:height, где:

• x:y — координаты левого верхнего угла выходного видео в пределах размеров входного видео,
• width — ширина выходного видео
• height — высота выходного видео.

Пример:

transcoder vb=2048k hw=nvenc crop=0:0:100:100 ab=128

Декодирование на CPU

По умолчанию, декодирование также происходит на GPU. Чтобы использовать для декодирования центральный процессор, вместо hw=nvenc укажите hw=nvenc2:

transcoder vb=2048k hw=nvenc2 ab=128k

Деинтерлейсинг

Деинтерлейсинг (устранение чересстрочности) при использовании nvenc происходит по умолчанию. Но можно указать определенный метод при помощи опции deinterlace. Например, добавьте deinterlace=yadif, чтобы применить метод CUDA yadif:

stream test {
   input file://vod/test.ts;
   transcoder vb=4000k ab=128k deinterlace=yadif hw=nvenc;
}

Все доступные для NVIDIA Nvenc методы можно увидеть в UI в настройках транскодера для потока, в поле Deinterlace mode.

В случае nvenc2 (использование CPU) деинтерлейсинг следует включить с помощью опции deinterlace=yes.

Для отключения дорогостоящего деинтерлейса укажите deinterlace=0.

Прочие параметры, такие как size, preset, bframes, level, используются аналогично CPU транскодеру.

Возможные значения параметра preset: veryfast, medium, slow.

Чтение телетекста из VBI при транскодировании SDI-потока на NVIDIA NVENC

Flussonic может читать телетекст из VBI при транскодировании SDI-источника с помощью NVIDIA NVENC. Примеры конфигурации смотрите в статье: Примеры конфигураций для чтения телетекста из разных источников.

Статистика производительности Nvidia

Вы можете собирать статистику о работе GPU Nvidia, если включите сохранение статистики в базе данных Pulse. Чтобы начать сохранять данные, добавьте в файл конфигурации Flussonic следующую директиву:

nvidia_monitor true;

Чтобы прекратить сохранять статистику по Nvidia, обновите конфиг:

nvidia_monitor false;

Чтобы визуализировать данные, составьте запрос и выполните его в интерфейсе администратора в разделе Pulse, поле Custom pulse query:

Графики выглядят следующим образом:

В запросе используйте основные метрики (метрики температуры могут не поддерживаться видеокартой):

• gpu_pwr — энергопотребление (в Вт)
• gpu_temp — температура графического процессора (в градусах Цельсия)
• gpu_sm — использование SM (streaming multiprocessor) в %
• gpu_mem — использование памяти в %
• gpu_enc — использование энкодера в %
• gpu_dec — использование декодера в %
• gpu_usedmem — количество используемой видеопамяти в байтах или килобайтах.

Пример запроса:

sum:1m-avg:gpu_dec{from=-2h,gpu=nv0}

Другие метрики:

• gpu_mclk, gpu_pclk — частота памяти и процессора (в МГц)
• gpu_pviol, gpu_tviol — превышение энергопотребления (в %) и превышение температурного режима (в виде булева значения)
• gpu_fb, gpu_bar1 — использование буфера кадров и памяти Bar1 (в Мбайтах)
• gpu_sbecc, gpu_dbecc — ECC (количество агрегированных single-bit и double-bit ошибок ECC) и количество ошибок воспроизведения PCIe
• gpu_pci, gpu_rxpci, gpu_txpci — PCIe Rx и Tx пропускная способность в Мбайт/c (для поколений Maxwell и выше).

Если у Вас возникнет необходимость сохранить графики в качестве изображений (PNG), то это можно сделать, нажав на кнопку Save Pulse As Image на вкладке Pulse: