ffmpeg硬解码与软解码的压测
一、基本知识
本文基于intel集显进行压测
- 软解码：cpu对视频进行解码
- 硬解码：显卡或者多媒体处理芯片对视频进行解码
ffmpeg可以基于vaapi插件或者qsv加速库进行硬解码
参考 视频和视频帧：Intel GPU（核显）的编解码故事
· FFmpeg-vaapi是一个FFmpeg插件，它提供基于低级VAAPI接口的硬件加速，利用行业标准VAAPI在英特尔GPU上执行高性能视频编解码器，视频处理和转码功能。
· FFmpeg-qsv是一个FFmpeg插件，提供基于Intel GPU的硬件加速。 它提供基于Intel Media SDK库的高性能视频编解码器，视频处理和转码功能。
二、压测实验
1. 实验条件及工具说明
- 内存：32GB
- 操作系统：22.04 Ubuntu
- CPU： 12核 12th Gen Intel® Core™ i7-12700 --> 限制使用6核
- 视频：2k 分辨率
- intel_gpu_tools
可通过apt-get install intel_gpu_tools命令安装，新建一个窗口键入intel_gpu_top可以观察gpu使用情况
2. 压测脚本
原始版本：
#!/bin/bash
read thread_num
tmp_fifofile="/tmp/$$.fifo"
mkfifo $tmp_fifofile # 新建一个FIFO类型的文件
exec 6<>$tmp_fifofile # 将FD6指向FIFO类型
rm $tmp_fifofile #删也可以，
#根据线程总数量设置令牌个数
#事实上就是在fd6中放置了$thread_num个回车符
for ((i=0;i<${thread_num};i++))
do
echo
done >&6
start_time=`date +%s` #运行的开始时间
for ((i=0;i<${thread_num};i++)) # 找到data文件夹下所有bam格式的文件
do
# 一个read -u6命令执行一次，就从FD6中减去一个回车符，然后向下执行
# 当FD6中没有回车符时，就停止，从而实现线程数量控制
read -u6
{
ffmpeg -i 10min39.mp4 -f null - -benchmark
echo >&6
} &
done
wait
stop_time=`date +%s`
exec 6>&-
expr $stop_time - $start_time
echo 'over'
但在运行过程中会出现以下问题
-bash: wait: 警告： job stopped
在《Unix 环境高级编程》第9.8节作业控制中讲到，“如果后台程序试图读取终端，这并不是一个错误，但是终端驱动程序将检测这种情况，并向后台作业发送一个特定信号SIGTTIN，该信号会停止此后台程序，并向用户发送通知”。
修改之后的版本：加上 < /dev/null
#!/bin/bash
read thread_num
tmp_fifofile="/tmp/$$.fifo"
mkfifo $tmp_fifofile # 新建一个FIFO类型的文件
exec 6<>$tmp_fifofile # 将FD6指向FIFO类型
rm $tmp_fifofile #删也可以，
#根据线程总数量设置令牌个数
#事实上就是在fd6中放置了$thread_num个回车符
for ((i=0;i<${thread_num};i++))
do
echo
done >&6
start_time=`date +%s` #运行的开始时间
for ((i=0;i<${thread_num};i++)) # 找到data文件夹下所有bam格式的文件
do
# 一个read -u6命令执行一次，就从FD6中减去一个回车符，然后向下执行
# 当FD6中没有回车符时，就停止，从而实现线程数量控制
read -u6
{
ffmpeg -i 10min39.mp4 -f null - -benchmark
echo >&6
} < /dev/null &
done
wait
stop_time=`date +%s`
exec 6>&-
expr $stop_time - $start_time
echo 'over'
以上shell脚本为软解码版本，硬解码版本
- 使用QSV只需将
ffmpeg -i 10min39.mp4 -f null - -benchmark改成ffmpeg -hwaccel qsv --hwaccel_output_format qsv -c:v h264_qsv 10min39.mp4 -f null - -benchmark - 使用VAAPI改成
ffmpeg -hwaccel vaapi -hwaccel_output_format vaapi -i 10min39.mp4 -f null -
3. 实验数据结果
po出一部分解码速度实验结果
实验结果分析：
1、从实验对比数据可以看出，硬编码的解码速率更快、cpu使用率更小、内存占用更少，皆优胜于软解码；软编码不占用gpu，硬编码在面对并发数5-100，gpu使用率都会达到100%
2、在实验环境下，软解码的临界并发数位于21-22区间，硬解码在面对100线程并发数仍能达到快于正常视频播放速率的解码速率
3、在实验环境下，若想保证解码速率不慢于正常视频播放速率：对软解码，并发数应控制在不大于20；对硬解码，并发数不超过100
4、硬解码的cpu使用率先随着并发数增多而增加，后随着并发数增多而减少降低，可能由于解码速率变慢，cpu能够快速应对多个线程的切换
注：以上信息，欢迎大佬们指正