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8K家用影音系统构建攻略信号源篇

2024-05-04编辑部

家庭影院技术 2024年4期
关键词:解码频道编码

文_编辑部

去年7月,我们带来了23年版的8K UHD超高清影音系统构建攻略,时隔大半年时间,8K系统构建思路又有不少新的变化。如今要入手一款功能完整的8K显示设备已经没有什么难度,8K平板电视、8K激光电视、8K家庭影院投影机都已悉数配备上HDMI 2.1接口,轻松实现8K/60Hz HDR显示。另一方面,得益于包括晶晨、瑞芯微、联发科、国科微以及海思等各路芯片厂家的努力,支持8K解码与播放的SoC芯片方案层出不穷,使得今年要选择一款功能完整的8K播放设备也不用忧虑。因此,我们决定在2024上半年这个时间点,为各位带来24年版8K家用影音系统构建攻略,而重点则主要放在8K节目源以及8K视频播放硬件解决方案上面。毕竟目前影响8K家用影音系统构建的核心要素还是在源头方面,尤其是现阶段仍没有出现采用8K规格制作的电影大片。主要的8K节目来源还是停留在国外少数自媒体视频平台与8K电视频道方面,节目源的种类较为单一,数量仅在少数。整体而言,根据目前的发展趋势,未来8K电影或电视剧节目很大概率上会采用依靠高速互联网的流媒体服务形式,并且已经由国外的组织与机构成功试验8K多声道音乐节目的实时拍摄、制作,通过网络形式传输至世界不同地区,实现8K节目的现场播放。至于不少玩家关注的8K光盘何时出现的问题,尽管现阶段新的光盘格式已经取得容量方面的重要技术突破,想要在单碟容量中放置一部8K/60Hz HDR规格的电影不存在技术上的壁垒,但使用者的习惯已全面进入到网络化的时代,中青一代对于光盘已经变得相当陌生,可以说除了收藏方面的价值,光盘实体版的8K片源已无太大的市场价值以及用户吸引力。当然,我们还是依然秉承去年的观点,希望未来8K流媒体和实体光盘这两种媒介方式,依然能够像如今4K的年代一样,能维持一种共生共存的形式,把最终的选择权留给用户的手中。

8K家用影音系统构建之信号源系统攻略要点分析

● 8K电影资源的贫乏依然是痛点

● 分析国内外两大视频自媒体平台8K视频技术规格

● CCTV-8K频道与NHK BS8K频道主要技术规格对比

● 8K电视节目制作正步入正轨

● 挖掘8K实时网络流媒体节目制作、传输与播放的可能性

● 剖析8K播放设备SoC系统芯片的发展情况

● 目前主流8K播放SoC系统芯片关键性能对比

联发科MediaTek Pentonic 2000与S900

晶晨Amlogic S928X系列

瑞芯微Rockchip RK3588系列

国科微Goke GK6525

海思Hisilicon Hi3796CV900与Hi3751V900

● 分析电脑平台上各种8K AV1解码播放方案

目前国外四大主流网络视频流媒体服务商Netflix、Disney+、Amazon Prime、Apple TV Plus暂时都还没有8K原生的电影与电视剧资源

缺少8K电影资源仍然是痛点,期望国内外视频流媒体服务平台尽早向8K方向发力

8K想要真正走入家用市场之中,甚至全面走向普及化,必须要解决8K节目源这个关键的问题。回到1080p全高清向着4K超高清过渡的那个阶段,整个情况与现在十分类似,正是4K超高清蓝光电影出现以及4K网络视频流媒体服务的涌现,真正使得国内外消费市场正式迈入4K超高清的阶段,4K平板电视与4K投影机市场才得以爆发。不得不提,当时还有一个非常重要的推动力,那就是HDR技术的广泛应用,使得4K与HDR紧密结合,让几乎所有的4K片源都获得了HDR高动态范围的技术优化,让4K画质的突破不只是停留在4倍分辨率的提升,而是包含画面亮度与色彩的全方位突破,最终使得4K超高清显示系统所呈现出来的画质相比1080p全高清有了质的飞跃。

回到现在,谈到8K影视资源,我们所能获取的8K视频节目,可以说大多是来自国内外视频自媒体平台上玩家们分享的8K地理风光短片或旅游短片,至于里面部分分享的8K电影资源,则基本上都只是个别玩家通过AI处理优化等手段将4K电影片段提升至8K的短视频,而非由各大电影公司制作的原生8K电影资源。这些8K共享影片资源在画质层面,除了画面分辨率更高,画面细节层次更加丰富之外,在色彩与动态范围方面与4K原片实际并没有明显的区别。说实话,吸引力相比4K HDR原片并非十分足够。

我们相信未来真正采用8K规格制作的原生8K电影资源并不会只是简简单单的画面分辨率升级,同时还将会有机会采用更高亮度标准、灰阶位宽与色域标准来制作,毕竟如今8K显示设备的性能相比4K刚刚普及的阶段已经有了不少的提升,完全可以呈现更高规格的画面细节与色彩。如果8K原生片源的素质能到达到8K/60p,12bit色深以及BT.2020色域,并且平均后制的画面平均亮度可以突破2000nit,将会是众多影音爱好者与发烧友的幸事。

较为可惜的是,目前国外主流的几大视频流媒体服务平台,包括Netflix、Disney+、Amazon Prime、Apple TV Plus都还没有8K原生的电影或电视剧资源。而相对而言,国内视频流媒体服务平台在8K方面显然更具进取心,包括腾讯视频、爱奇艺都开始在8K硬件播放与软件片源合作方面下了不少的功夫,日后我们将会有很大的机会率先看到国内视频流媒体服务平台自制的8K视频节目。

腾讯视频推出搭载Amlogic S928X-J SoC芯片方案的8K播放器腾讯极光盒子5X,为未来8K普及化铺路

分析国内外两大视频自媒体平台8K视频技术规格

接下来,我们从技术层面来分析国内外两大视频自媒体平台上8K视频技术规格,包括国外的YouTube平台,以及国内的B站(哔哩哔哩)。而当中涉及到的一个关键因素就是技术核心之一的视频编码格式。众所周知,越高分辨率的视频格式对于网络传输带宽的要求就越高,8K视频的传输码流自然要远高于4K,尽管如今不少国内家庭的宽带早已是500兆起步,甚至不少都已经达到千兆或2千兆的带宽,但是从视频服务商运营的角度而言,还是希望能够减少视频播放码流,降低网络运营成本。目前国内外视频自媒体平台针对8K超高清的节目所采用的视频编码格式有两种,分别是H.265/HEVC与AV1。以目前发展的趋势而言,显然由AOMedia(开放媒体联盟)所推出的AV1编码格式凭借着与HEVC更高效的压缩比,以及开源、免版权费的优势,在国内外主流视频自媒体平台均赢得了不少的市场份额,比如YouTube与 B站都均已采用AV1的编码格式。再加上2022年开始,Netflix也向电视设备端正式开始使用AV1编码格式传输节目,我们不难发现进入到2024年大部分新型号的电视、电脑设备、移动设备以及网络视频播放器都已经加入了AV1硬件解码的功能,其中一个例子就是,苹果新推出的M3芯片终于正式加入了AV1硬件解码的能力,使得8K AV1编码的视频不需要依赖芯片的软解能力,即便是入门的Macbook Air也能流畅播放8K AV1超高清视频。当然,AV1也不是完全没有竞争者,比如HEVC的继任者H.266/VCC,只可惜缺少8K超高清蓝光片源加持,VCC在市场中并没有取得太多的关注度。

国内外视频自媒体平台相继支持8K HDR投稿与播放,俨然成为推动8K普遍化的主要驱动力

国外Youtube平台与国内的B站平台在8K播放规格方面的对比

8K播放视频主要技术规格对比YouTube平台B站平台(哔哩哔哩)视频分辨率8K UHD 7860×4320 8K UHD 7860×4320是否支持8K/HDR是否(HDR真彩模式暂仅支持4K分辨率)视频编码格式AV1 AV1/HEVC/AVC(可设置自动选择)

国外YouTube平台8K播放规格

国外YouTube平台最高可以支持8K HDR规格画质,采用AV1视频编码格式,不需要开通会员即可观看。注:以上视频截图分别取自“Links TV”与“8K VIDEOS ULTRA HD”频道的8K短片,有兴趣的朋友可以查找观看

国内B站平台在8K播放规格

国内B站平台最高支持8K规格的画质,但HDR真彩模式暂时还只能到4K分辨率,而在视频编码规格上则是可以让用户选择AV1、HEVC与AVC编码格式,需要开通会员才能观看。注:以上视频截图分别取自“4K影视HDR”频道和“K-Photography”频道的8K短片,有兴趣的朋友可以查找观看

我们在这里简单对比YouTube平台和B站平台所支持8K视频规格。首先在视频分辨率方面,都是8K UHD,也就是7860×4320。第二是在HDR支持方面,两个平台都能支持HDR,但是只有YouTube平台支持8K/HDR,B站的HDR真彩模式仅支持4K UHD分辨率,较为可惜。第三在视频编码格式上,YouTube平台采用的是AV1编码,B站平台则可以让用户选择AV1、HEVC与AVC编码格式,B站相对而言兼容性更佳。最后是观看方式的区别,YouTube平台完全免费观看,不需要专门开通会员,而B站则需要开通“大会员”,才可以开启8K超高清。至于具体画质上的实际观看差异,如果是观看8K片源,实际观看并没有太大差异,但如果是观看8K HDR片源,由于B站并不支持8K HDR,会强行关闭HDR,在HDR设备上观看,整个画面亮度会明显下降,希望B站能早日加入8K HDR的选项。

在网络流媒体服务之中,目前几乎可以肯定国内外市场都将以AV1作为主流的视频编码格式,至于未来是否会同时兼容H.266 VCC这类更高压缩效能的编码技术,则有待市场验证

2022年1月24日,CCTV-8K超高清频道正式开播,“百城千屏”公共大屏项目同时启动

2018年12月1日,NHK BS8K超高清频道正式开播

8K电视制作逐渐步入正轨

相对于8K电影制作的不如人意,8K电视制作则是逐步迈入正轨。早在两年多前,我们就已经有了属于自己的CCTV-8K UHD中央电视台8K超高清频道,同时这也是全球范围内第二个开播的8K超高清电视广播频道。而全球首个8K电视广播频道则是日本NHK电视台所推出的NHK BS8K超高清频道。有趣的一点,不管是CCTV-8K超高清频道,还是NHK BS8K都是为了奥运会能够以更高规格的画面标准转播而开设的,前者是中国北京冬季奥运会,后者则是日本东京夏季奥运会。除了能看到亚洲国家对于奥运会转播的重视程度以及人们对于赛事观看的热衷之外,还能体现出体育赛事对于画质的高要求,尤其是在画面分辨率方面,更大的画面加上更高的画面清晰度,不管是观看那一类的赛事,都可以获得更丰富的画面细节,更具临场感。

尽管CCTV-8K频道与NHK BS8K频道都能实现8K UHD的画面分辨率,具体来说也就是7860×4320,但是从技术规格的角度来说,这两个分别来自中国与日本的8K电视广播频道还是存在一定的差异性。首先是广播方式方面,CCTV-8K频道采用的是我们熟悉的有线电视的方式,需要通过8K机顶盒播放8K电视节目。NHK BS8K频道则是采取相对老式的卫星电视的广播方式,采用日本东经110°的BS卫星14频道播出,需要专门卫星电视接收设备收看。第二点则是在视频编码格式方面的差异性。根据2021年1月颁布的《中央广播电视总台8K超高清电视节目制播技术要求(暂行)》第八章“8K超高清电视播出信号编码压缩技术要求”,CCTV-8K频道采用的是国内的AVS3视频编码格式,视频编码码率不低于120Mbps。这也意味着想要顺利播放CCTV-8K频道必须要采用支持AVS3解码的播放设备。另外,在第九章“8K 超高清电视互动点播技术要求”,指出8K 超高清电视互动点播文件格式参数,其中总码率需要大于80Mbps,编码方式要求则放宽至AVS3、H.266与H.265,让更多的8K互动机顶盒能够兼容。这里需要补充一点,AVS3是由中国AVS数字音视频编码技术标准工作组制定的第三代编码技术标准,其中特别加入了AI技术,主打智能编码,编码效率即使相比HEVC下一代的H.266/VCC都还要提升20%,拥有超高的压缩效能,主要面向的是8K超高清与5G媒体方面的应用。

此为视频编码技术这么多年来发展趋势示意图,AVS 3、AV1与H.266 VCC是三个主要技术领先的编码技术

相对而言,NHK在8K视频编码技术格式方面则进行了多次的尝试,最早在IBC 2008进行卫星与IP网络8K实时传输播放的测试中,采用的是MPEG2编码格式,码率高达650Mbit/s,后来又和BBC一起进行了伦敦奥运会的8K赛事直播,则是采用H.264编码格式,码率则下降至280Mbit/s,一直到如今的NHK BS8K频道则是采用HEVC编码格式,码流则为100Mbit/s,也就是800Mbps。由此可见,由于CCTV-8K频道所采用的AVS3视频编码技术拥有更高的压缩效率,对于传输带宽的要求也更低,可以实现覆盖面更广的有线电视点播的方式。

第三,在音频编码方面,CCTV-8K频道与NHK BS8K频道同样也有所不同,前者采用的5.1环绕声编码,后者则最多可达惊人的22.2声道。根据目前客厅电视音频系统的配置而言,拥有5.1声道环绕声音频系的普通家庭统仍然是少数。因此,从这个角度而言,CCTV-8K频道采用5.1环绕声编码,而并非更大规模的沉浸式音频编码技术,对于国内市场而言已经是相当足够的。

中国CCTV-8K超高清频道与日本NHK BS8K超高清频道主要技术格式对比

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挖掘8K实时网络流媒体节目制作、传输与播放的可能性

2020年12月,由波兰PSNC 8K制作实验室现场录制的8K电视节目,通过Spin Digital的HEVC视频编码技术,通过互联网以流媒体的方式分别传输至日本东京、巴西里约热内卢与美国波特兰实现实时转播

除了中国与日本相继推出了8K电视广播频道之外,欧美地区其实在近年来也进行了不少关于8K网络流媒体视频制作、传输与播放的研究与实践。其中最为引人瞩目的一次,莫过于在2020年12月所进行了一次横跨亚洲、欧洲、北美洲与南美洲的一次8K实时网络流媒体节目转播试验。确实,若8K节目源未来主要采用网络流媒体视频服务方式覆盖全球市场,8K实现网络流媒体转播的全球性试验是必不可少的重要环节。此次8K实时网络流媒体节目转播试验主要分为四大部分,分别是8K节目现场实时录制、HEVC实时编码、超低延迟实时互联网传输、8K HEVC解码与播放。其中8K节目现场实时录制是由波兰PSNC 8K制作实验室负责,8K视频编码与传输部分则是由Spin Digital完成,最终分别在日本东京NHK总部、巴西里约热内卢Globo总部与美国Intel波特兰分布以及德国柏林Spin Digital实现实时转播。而节目内容则是音乐演奏会。

在PSNC的8K电视制作实验室通过8K摄像机进行实时拍摄

PSNC的控制室,进行8K视频与5.1声道音频实时制作

在相关的技术参数方面,8K现场录制采用了3台索尼F65 CineAlta摄像机,8K输出的视频格式为7680x4320/59.94Hz/4:2:0/10bit/SDR/BT.709。如今看来,当时并没有采用更高规格的HDR视频格式,确实有点遗憾。在视频编码系统方面,这次实验由于设备成本因素,并没有采用压缩比更高的H.266与AV1,而是继续沿用HEVC,编码器使用的是来自Spin Digital的Spin Enc Live v1.0编码器,低延迟模式下码流达到120Mbit/s,也就是960Mbps接近千兆带宽。音频方面则是采用AAC-LC编码,码率为384kbit/s的5.1声道环绕声。播放设备方面则是分别采用了Spin Digital Media Player媒体播放器,以及两台配备了HDMI 2.1与12G SDI接口的PC系统,显示设备方面则是索尼KD-75ZH8电视。最终的测试结果是相当成功的,这也为日后8K网络视频流媒体服务打下坚实的基础。

8K实时现场流媒体传输工作流程

Spin Enc实时8K编码器的系统框架图

8K显示设备的接口方式既有单个HDMI 2.1接口,也有4路HDMI 2.0接口,还包括4路SDI转HDMI 2.1接口方式

剖析8K播放设备SoC系统芯片的发展情况

从前面所提到的8K节目源方面的进展可以得知除了8K电影方面仍然还没有头绪之外,其余的8K电视节目录播与转播,8K网络流媒体服务都逐渐走入正轨,相信不久的将来会真正迎来节目源的8K普及化。接下来要谈到8K影音系统组建非常核心的组成部分8K播放器。从目前的趋势来说,8K播放器主要是采取网络与硬盘本地播放功能的方式。当然,我们也不会排除8K光盘播放器出现的可能性,不管是蓝光8K,还是荧光8K,又或者是采取其他技术的8K光盘播放器,只是暂时看来不管是各大电影公司推出8K影碟的意欲甚微,更加倾向于8K网络流媒体服务的方式。

如何找到一款高性能的8K播放器是不少玩家的一大难题。而决定8K播放器播放性能的核心关键在于内部所采用的SoC系统芯片的整体性能,最直接的影响就是视频硬件解码的兼容性,例如早期所推出的8K SoC并不支持AV1硬件解码,只能通过CPU进行软件,结果就导致了播放闪退、播放卡顿不流畅、播放掉帧画面细节丢失、音画不同步、播放器发热严重等一系列的问题。来到2024年,这一问题得到了明显的改善,各大芯片厂家针对8K视频硬件解码下了不少的功夫,能够支持的8K视频编码格式越来越丰富。

目前主流8K播放SoC系统芯片方案包括:

●联发科MediaTek Pentonic 2000与S900

●晶晨Amlogic S928X系列

●瑞芯微Rockchip RK3588系列

●国科微Goke GK6525

●海思Hisilicon Hi3796CV900与Hi3751V900

需要留意的一点,上述这些能够支持8K播放功能的SoC系统芯片有一部分并非主要针对播放器或机顶盒市场,而是应用于8K电视或者是智慧家庭系统之中。当然,在播放器厂家的硬件技术支持与软件配套之下,完全有可能将相关的SoC系统应用到8K播放器之中。

联发科MediaTek Pentonic 2000与S900

首先是安卓手机用户相当熟悉的联发科(MediaTek)方面,在面向8K电视平台方面推出Pentonic 2000与S900 SoC系统芯片。从技术参数与功能上来看,这两款SoC芯片可以说拥有目前最强劲的8K视频解码能力。Pentonic 2000是全球率先采用台积电 7nm 工艺的智能电视 SoC,专门针对旗舰8K 智能电视产品而设计,支持高达120Hz高刷新率。Pentonic 2000集成8K运动补偿MEMC和AI引擎,支持Dolby Vision杜比视界和Dolby Atmos杜比全景声。在视频解码方面,Pentonic 2000的表现可以说是非常全面的,除了支持HEVC、VP9之外,还能同时支持AVS3、AV1甚至是H.266 VCC,真正实现了全兼容。在图像处理性能方面,Pentonic 2000集成 MediaTek 独立 AI 处理器(APU),处理引擎之间的协同作业比多芯片解决方案更快、更节能。MediaTek APU 提供先进的AI增强功能,例如AI-SR 2.0+ 超分辨率图像处理、AI-PQ Scene Recognition 2.0 场景识别图像画质增强、AI-PQ Object Recognition 3.0 物件识别图像画质增强。在外设接入功能方面,Pentonic 2000可以支持4个HDMI 2.1接口,支持Wi-Fi 6E高速无线网络传输,甚至还可以接基于 MediaTek T700 的 M.2 扩展网卡连接 5G 网络,拓展了高速网络连接的使用范畴与应用场景。

值得留意的是,由于Pentonic 2000支持AVS3,可以说主要面向的是国内市场,毕竟想要顺利观看CCTV-8K频道相关的8K电视节目,加入AVS3解码功能是比不可少的关键功能。那么联发科对于国外市场,更具体来说也就是北美电视系统则主要是另外一款SoC芯片,也就是S900。S900同样是联发科面向8K 电视的SoC系统芯片,包括多核CPU、GPU、专用AI处理单元和可直接驱动8K显示设备的显示控制器。在关键的视频解码性能方面,S900支持HEVC与AV1解码,要应对国外地区的8K视频解码并没有太大的难度。而在影音传输方面,S900则能够支持最新规格的HDMI 2.1a,支持各种动态HDR技术,支持HDMI VRR,能实现可变刷新率,以匹配游戏的动态帧率,避免画面撕裂。

对比联发科这两款SoC芯片的整体性能表现,Pentonic 2000要略胜一筹,不管是在CPU的性能,还是GPU的运行速度。另外,Pentonic 2000在视频解码方面也更加全面。

Pentonic 2000采用了Arm Cortex-A76架构4核 CPU与Arm Mali-G57 MC3 GPU

晶晨Amlogic S928X系列

晶晨Amlogic S928X系列SoC芯片内部技术结构框架图,其中关键是1个运行频率在1.8Hz的Arm Cortex-A76 CPU,加上4个运行频率2GHz的Arm Cortex-A55 CPU,构成5核CPU大小核结构

如果说前面所提到的联发科Pentonic 2000与S900 SoC虽然性能强劲,但终究面向的市场并非8K播放器,而是8K平板电视的话,那么来自晶晨Amlogic S928X系列则是专门针对8K播放器和机顶盒的SoC芯片解决方案。晶晨Amlogic S928X系列SoC采用的是12nm的制程,主要分为S928X-J和S928X-K两个型号,两者区别在于解码性能方面,后者为全功能版本。多珀doopoo最新推出的X3 8K智能媒体播放器就特别采用了完全版的S928X-K,另外市场上出现了不少基于S928X-J的机型,例如前面所提及的腾讯极光盒子5X。

在CPU的配置方面,S928X走的是近年来十分流行的大核加上小核结构,包括1个运行频率在1.8Hz的Arm Cortex-A76大核心,加上4个运行频率2GHz的Arm Cortex-A55,这样的结构的优势在于能效比更高,不需要依赖较大的电源功率驱动。而在GPU方面,则是配备了运行频率在800MHz的Arm Mali-G52 MC2。整体而言,这样的性能表现面对8K视频播放可以说是绰绰有余。不过,S928X更是内建Amlogic Video Engine(AVE)视频引擎的VPU视频处理器,确保强大的视频解码与处理能力,全面支持AV1 MP-10、VP9 Profile-2、H.265 MP-10、AVS3 Phase 1、AVS2-P2 Profile 8K/60fps 10bit视频解码,支持Dolby Vision、HDR10+、HDR10、HLG技术格式。可以说,除了H.266 VCC之外,面对国内以AVS3为核心的8K电视广播节目,以及国外目前以HEVC和AV1为核心的电视广播节目与网络流媒体视频资源,S928X可以说是完全没有问题。当然如果想要播放相对更高规格的8K/120Hz超高清视频,S928X则是有些吃力了,还好现阶段国内外主流8K视频制作还是以8K/60Hz HDR为主,8K/120Hz SDR相对还是少数。此外,S928X还拥有如今相当热门的AI加速器,拥有算力高达3.2TOPS的Neural Network Accelerator(NNA)神经网络加速器,基于Tensor Processing Unit(TPU)技术架构。

最后再来看看HDMI接口配置方面,S928X支持最新一代的HDMI 2.1a规格,在HDR动态对比度与游戏性能释放方面有着更好的表现。另外在音频源码输出方面,除了支持常见的杜比全景声等沉浸式三维音效处理之外,还内建了立体声音频DAC。不过,播放器厂家可能会采用更高性能的独立DAC来获取更好的双声道音频解码的性能。例如,多珀doopoo X3就搭载了一颗双通道32bit处理能力的AKM 4432高性能音频DAC。

瑞芯微Rockchip RK3588系列

瑞芯微Rockchip RK3588系列SoC芯片内部技术结构框架图,Arm Cortex-A76架构4核加上Arm Cortex-A55架构4核共8核CPU结构

目前8K播放器市场之中有两类热门机型,一类是前面所提到的采用晶晨Amlogic S928X系列SoC的机型,另一类则是基于瑞芯微Rockchip RK3588系列的机型。从基本性能而言,这两种拥有8K播放能力的SoC系统芯片,性能差异并不算特别大,都能胜任目前主流格式的8K/60Hz超高清视频播放。但是,具体展开性能与视频解码能力来看,RK3588与S928X还是有着一些关键性的不同之处。与S928X系列一样,RK3588系列同样也有完全版与功能减配版的RK3588与RK3588S两个型号,主要是芯片接口配置的差异,比如说RK3588可以支持双千兆网口,而RK3588S只能支持单千兆网口。

先来看看RK3588在CPU和GPU的性能配置。在CPU方面,采用8nm制程的RK3588可以说相当强劲,采用了Arm Cortex-A76架构4核加上Arm Cortex-A55架构4核共8核的结构,在多线程应用方面的性能要强于S928X,单线程则是两者相近,毕竟都是采用A76大核加上A55小核的结构。而在GPU方面,显然是配置了ARM Mali-G60 MC4的RK3588要更加强悍,当要面对图像处理高要求的应用时候可以获得更好的性能表现。此外,在AI应用层面上,RK3588则是配置了6TOPS算力的三核NPU神经处理单元,对于图像的AI处理与优化有着更强的运算性能。

不过,较为可惜的是,RK3588在适配解码方面相较S928X以及联发科的Pentonic 2000与S900 SoC还是有些关键点上的不足。尽管RK3588能够支持主流的HEVC、AV1等8K/60fps的视频硬件解码,但是在国内视频标准的支持方面暂时还是只能支持到AVS2,并不支持目前CCTV-8K频道制作与播放所采用的AVS3标准。如果你是准备买一台8K播放器专门观看CCTV-8K频道的相关8K电视节目的话,RK3588并非是最优解。

至于其他功能方面,RK3588同样可以支持HDMI 2.1接口输出,同时也有可以支持目前主流的HDR高动态范围技术格式,不管是像杜比视界和HDR10+这类动态HDR格式,还是主流的HDR10、HLG都有着不错的兼容性。至于在音频源码输出方面,RK3588能够实现杜比全景声等沉浸式三维音效的源码输出,并且还能支持各类主流的多声道环绕声音频格式解码。

国科微Goke GK6525

除了前面所提到的晶晨Amlogic S928X系列与瑞芯微Rockchip RK3588系列SoC之外,目前市场上还有少数采用国科微GK6525系列SoC的8K播放器。实际上,GK6525是国科微专门为北京冬奥会8K超高清直播而打造的SoC芯片。具体来说就是可以完整支持国内AVS3标准,相比RK3588更能满足国内8K超高清电视节目观看的需求。除此之外,另外一个视频播放方面的性能优势则是GK6525能够支持高规格的8K/120Hz视频解码与显示,这点也是S928X与RK3588所不及的关键区别,与联发科Pentonic 2000与S900两大旗舰SoC的8K高帧率视频播放能相近。

接下来,再来看一看国科微GK6525系列SoC在CPU和GPU方面的性能配置。首先CPU方面,GK6525配备了8核64位Arm Cortex-A73架构的处理器,集成多媒体加速引擎NEON、硬件Java加速与硬件浮点协处理器。其次GPU方面,GK6525则是采用了ARM Mali-52 MC6处理器,拥有相当强劲的图像处理与视频解码的性能。在视频解码方面,GK6525非常全面,全面支持HEVC、AVS3与AVC1最高8K/120fps硬件解码,换句话来说基本上除了H.266 VCC之外,其他类型的8K视频格式都能轻松播放。最后就是视频与图像处理方面,GK6525支持8K显示输出和4K UI 支持视频和图形超分辨率处理、多路图形和视频输入的硬件叠加功能、图形及视频旋转、Letter Box和PanScan、3D视频处理及显示、低延时显示技术、无级缩放、全硬件抗锯齿、抗闪烁、可配置的色彩空间转换、图像增强、去噪、De-interlace去隔行处理等。在HDR技术格式支持方面,GK6525支持目前主流的各大HDR技术格式,包括电视广播系统所采用的HLG,以及网络流媒体视频资源常见的HDR10等。

至于在视频输出接口配置方面,GK6525除了支持HDMI 2.1接口配置,最高支持8K/120Hz视频输出之外,还支持专业的MIPI DSI 8lane输出与CVBS输出。另外在音频源码输出方面,GK6525也能够支持各种主流的环绕声音频源码输出,可以结合家庭影院放大器构建沉浸式三维音效系统。

值得留意的一点,国科微除了GK6525之外,还有专门针对8K电视与商用显示设备的SoC芯片GK6780,在CPU与GPU配置与性能方面和GK6525并没有太大的差异,同样也能最高支持8K/120fps视频解码,支持AVS3与AV1解码。

GK6525配备了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU以及ARM Mali-52 MC6 GPU

海思Hisilicon Hi3796CV900与Hi3751V900

谈到高性能的SoC芯片,在国内当然不能不提华为子公司海思。海思拥有相当强大的芯片研发能力,在视频播放方面,海思SoC当然也是不容小觑。Hi3796CV900与Hi3751V900可以说是目前海思旗下两大针对8K超高清视频播放的SoC系统芯片。两者主要的不同在于应用层面方面,Hi3796CV900主要是针对8K超高清机顶盒市场,而Hi3751V90则是面向8K智能电视市场。两款芯片都属于海思目前的旗舰SoC芯片,拥有着基本相同的性能表现,同样都能支持8K/120fps视频解码,支持国内8K电视广播领域的AVS3编码标准。下面,就以Hi3796CV900为例展开说说这两款SoC芯片的性能特点与优势所在。

在核心CPU与GPU的性能配置方面,Hi3796CV900集成了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU与ARM Mali-52 MC6 GPU,从配置上来说与国科微GK6525是一样的。CPU方面集成了多媒体加速引擎 NEON,支持硬件浮点协处理。而GPU方面则是支持OpenGL ES 3.2/2.0/1.1、Vulkan 1.2与OpenCL 2.0,具有相当不错的图像处理性能表现。值得留意的一点,Hi3796CV900针对AI图像处理优化,还集成了最高9 TOPS高算力Da Vinci V200 AI引擎的独立NPU。

强大的视频解码能力是Hi3796CV900的一个重要优势,除了不支持H.266 VCC之外,Hi3796CV900通过HiVXE 3.0处理引擎,最高支持H.265、AVS3以及AV1规格的8K/120fps高帧率视频硬解,在目前各大品牌的8K SoC解决方案之中处于第一梯队的水平。此外再搭配Imprex 3.0图形与显示处理引擎,支持视频和图形超分辨率处理、图形和视频输入的硬件叠加功能、画中画、多种HDR(动态 HDR/HDR10/HLG)、HDR/SDR互转、基于运动补偿的De-interlace和时域降噪处理、DB/DR 等视频降噪处理、智能色彩管理(智能肤色优化等)、局部动态对比度调节、亮度、色度、饱和度、色温调节,并带有硬件增强型2D图形加速引擎。在视频输出接口方面,除了可以通过HDMI 2.1规格的接口输出最大8K/120Hz的高帧率超高清视频信号之外,还支持1路8lane MIPI DSI TX输出,最高2560x1440/60Hz,以及1路支持8K/120Hz的HDMI输入接口。

在音频解码方面,Hi3796CV900支持DTS HD与Dolby TrueHD无损音频解码,同时也能够支持杜比全景声等沉浸式三音效源码输出。另外,Hi3796CV900还集成双核HiFi3音频DSP,支持3D音频解码和音效处理、智能音频处理。

Hi3796CV900集成了8核64位Arm Cortex-A73架构CPU与ARM Mali-52 MC6 GPU

目前各大主流8K播放SoC系统芯片方案关键技术核心性能对比

为了让大家更好地了解目前拥有8K播放能力的各大主流品牌旗下的SoC系统芯片的性能差异,我们分别归纳了这些SoC系统芯片在CPU、GPU以及视频解码等方面的性能与功能方面的不同之处,让大家在挑选合适的8K播放设备或8K电视设备时有所帮助。总括而言,这几款市场上热门的SoC芯片基本上拥有相近的CPU与GPU的性能,在视频解码与输出部分,能够实现8K/60Hz解码与输出,部分还能做到8K/120Hz解码与输出。这样的性能用于播放目前流行的8K超高清视频节目来说已经相当足够。而我们在选择的时候,其中一个非常重要的关注点在于这些SoC芯片方面能否满足我们日常观看的8K片源的解码需求。如果你平时主要是以国内外8K网络视频资源为主,那么就需要寻找支持AV1与HEVC 8K硬件解决的SoC芯片方案。如果你主要是观看国内的8K电视广播频道,那么AVS3硬件解码是必不可少的关键功能。另外,除了上述的几大SoC系统芯片方案之外,各大平板电视厂家不少还会采用自家的8K播放芯片方案,而性能与功能上也会根据不同的国家与地区有所不同,这点是我们选择与购入平板电视产品时一定要留意之处。

各主流品牌8K SoC芯片方案性能对比联发科Pentonic 2000联发科S900晶晨S928X系列瑞芯微RK3588国科微GK6525海思Hi3796CV900与Hi3751V900 CPU Arm Cortex-A76架构1.8GHz 4核处理器Arm Cortex-A73架构1.8GHz 4核处理器Arm Cortex-A76架构单1.8GHz加上Arm Cortex-A55 4核2GHz共5核处理器Arm Cortex-A76架构4核加上Arm Cortex-A55 4核共8核处理器Arm Cortex-A73架构8核处理器Arm Cortex-A73架构8核处理器GPU Arm Mali-G57 MC3 1GHz Arm Mali-G52 MC2 800MHz Arm Mali-G52 MC2 800MHz ARM Mali-G60 MC4 ARM Mali-G52 MC6 ARM Mali-G52 MC6支持最高8K视频格式8K 120Hz 8K 120Hz 8K 60Hz 8K 60Hz 8K 120Hz 8K 120Hz主要支持HDR格式Dolby Vision HLG HDR10 Technicolor/Philips JHDR HDR10+Dolby Vision HLG HDR10 Technicolor/Philips JHDR HDR10+Dolby Vision HLG HDR10 HDR10+Dolby Vision HLG HDR10 HDR10+Dolby Vision HLG HDR10 HDR10+Dolby Vision HLG HDR10 HDR10+视频主要支持解码格式HEVC VCC AV1 AVS3 HEVC AV1 HEVC AV1 AVS3 HEVC AV1 HEVC AV1 AVS3 HEVC AV1 AVS3

分析电脑平台上各种8K AV1解码播放方案

Intel ARC、Nvidia、AMD最新一代的显卡均已具备了AV1硬件解码,而苹果M3系列芯片也加入了AV1硬件解码

最后如果你准备用电脑设备播放8K视频,那么就考虑电脑平台上的各种8K AV1解码方案。为什么要将重点放在AV1编码格式的8K视频播放?主要的原因正是因为前面一直反复强调的,现阶段AV1已经成为国内外网络视频平台上8K视频节目主流的编码格式。如果你想直接通过电脑平台播放网络众多的8K资源,那么选择支持AV1硬件解码的电脑设备或整机是相当关键的。如果缺少硬件解码,想要通过CPU进行AV1视频的软解码,需要依靠非常强大的CPU性能,不然轻则让CPU的负载迅速拉升,视频播放出现明显的卡顿或音画不同步等各种问题,重则直接不支持播放。

在苹果的Mac方面,去年年底发布的M3系列芯片,包括M3、M3 Pro、M3 Max全系列都加入了针对AV1的硬件解码,使得新一代MacBook pro与MacBook Air能够轻松胜任基于AV1编码的8K HDR网络视频播放需求。在X86架构的PC方面,包括Intel ARC、Nvidia、AMD最新一代的显卡都已经具备了AV1的硬件解码,具体的型号比如说Intel ARC A310、A380、A580、A750、A770,Nvidia RTX 40系列、AMD RX7000系列。换句话来说,基本上PC平台上绝大部分的独立显卡都已经支持AV1解码,甚至部分CPU核显都已经具备了不错的AV1硬解的表现。不过需要注意的一点,并非硬件上支持AV1解码,实际使用方面就完全没有问题,具体的还需要看软件的驱动是否能否全面释放AV1解码的性能。在这方面,Intel目前在软件驱动方面则较为成熟,尤其是在高码流的8K HDR AV1视频播放的时候更为流畅,实际帧率也能保持不错的稳定性。

再来说一说8K游戏方面的应用。对于不少玩家而言,现阶段购入8K影音系统可能会投入更多的时间在8K游戏方面。在这方面,目前两大游戏主机平台,PS5与XSX的整体性能要应对8K游戏还是相对勉强,还是建议各位玩家在现阶段选择高性能的游戏显卡配置。目前来说,不管是Nvidia RTX 40系列,还是AMD RX7000系列的顶配独显,基本上可以流畅运行8K游戏,但是如果想要以8K/120fps高帧率流畅体验,估计还需要等下一代的旗舰显卡推出。至于游戏主机平台方面,如今已经有消息传出PS5 Pro将会很快推出,届时相信又会掀起一波8K游戏的热潮。

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