CPU戦争に、おそらくこれまで考えたこともなかった新たな局面が到来しました。それはコーデックです。インターネット動画の圧縮とデコードのためのフォーマット標準をめぐる競争です。
ストリーミングの未来は、Amazon、Apple、Arm、Facebook、Google、Intel、Microsoft、Netflix、Nvidia、Samsungといった大手企業がサポートする、ほぼオープンで理論上はロイヤリティフリーのコーデックであるAV1フォーマットにかかっているようだ。広く普及すれば、かつて未来のコーデックと考えられていたH.265/HEVCをほぼ置き換えることになるだろう。しかし、このコーデックフォーマットに伴う煩雑なロイヤリティが、残念ながら実現の糸口をつかんでいる。
AV1が現状のようにオープンで自由なまま維持されるかどうかは不透明ですが、このフォーマットにはもう一つの利点があります。それは効率性です。例えばFacebookによるテストでは、AV1はVP9やH.264よりも34～50%効率が高いことが分かりました。
どのフォーマットを選ぶにせよ、ストリーミングの満足度はPCのデコード効率に左右されます。そのためにはハードウェアアクセラレーションが必要です。PCでは、CPU内の専用メディアエンジンか、独立したGPUで処理されます。これらのサポートがない場合、複雑な処理は通常、CPUかGPU、あるいはその両方に委ねられます。
第11世代Tiger Lake: AV1を搭載した初のx86 CPU
AV1デコード対応CPUとして初めて登場したTiger Lakeが、一般的な動画タスクにおいてどれほどの効果を発揮するかを検証したいと考えました。まず、Windows内蔵の映画＆テレビプレーヤーにAV1サポートを追加しました。WindowsストアからMicrosoftの無料AV1ビデオ拡張機能をインストールすることで、Windows 10マシンにAV1サポートを追加できます。
サンプル動画として、圧縮カードメーカーのElecardがエンコードしたAV1ファイルをダウンロードしました。ファイルの長さは2分24秒、解像度は3840×2160、速度は22.7Mbpsです。なお、AV1は1080pにダウンサンプリングして再生しましたが、テストした4台のノートパソコンすべてで再生しやすいという利点があります。
まず、最も古く、最も進化していないCPU、6コアのIntel「Comet Lake U」Core i7-10710Uがどのように処理しているかを見てみましょう。下のスクリーンショットでは、一部の処理がUHD620グラフィックコアとCore i7-10710Uのコアによって処理されていることがわかります。
IDGIntel Core i7-10710U で再生される 4K AV1 ファイル。
次は、現行のIntelノートPC向けCPUの中間に位置する「Ice Lake」第10世代Core i7-1065G7です。デコード処理の大部分はCPUコアによって処理されますが、Core i7-1065G7ではコア数がわずか4つです。つまり、下のスクリーンショットからもわかるように、ビデオファイルを再生するだけでも、Core i7-1065G7はComet Lakeよりも高い処理能力を発揮していることになります。
IDGIntel Core i7-1065G7で再生される4K AV1ファイル
Redファンは、もちろん、みんなのお気に入りのRyzen 4000の性能を知りたがっています。AMDのメディアエンジンは新しいとはいえ、ハードウェアでAV1をサポートしていないため、処理は再びCPUコアに委ねられます。幸いなことに、Ryzen 4000には余裕のあるCPUコアが搭載されています。かなりの負荷がかかりますが、ご覧の通り、Ryzen 4000の4つのコアはTwitterフィードをスクロールしながらくつろいでいます。
IDGAMD Ryzen 7 4800U で再生される 4K AV1 ファイル。
メディアエンジンにデコード機能が組み込まれていると、どれほどの違いが出るのでしょうか？ かなりの違いがあります。下の画像は、Core i7-1185G7を15ワットの低消費電力設定で使用したものです。専用ハードウェアでファイルがデコードされている間、基本的に安定して動作しています。クロック速度は概ね1.7GHzとかなり低く、競合チップの半分以下でした。Comet Lake Uは概ね3.7GHz、Ice Lakeは3.6Hz、Ryzen 4000は3.8GHzで動作しました。
IDGIntel Core i7-1185G7で再生される4K AV1ファイル
これはどういう意味ですか？
最新のメディアエンジンを搭載した最新のCPUには明らかに優位性があり、それがTiger Lakeです。CPUコアを低いクロック速度で動作させることができるため、一般的に発熱が少なく、ファンの騒音も小さく、CPUへの負荷が軽減されるためバッテリー駆動時間も長くなります。
IntelリファレンスノートPCは最終製品ではなかったため、バッテリー駆動時間に関する謳い文句を実際にテストしたわけではありません。しかし、CPUを3.7GHzで2時間動作させると、通常、1.7GHzで動作させるよりも多くの電力を消費します。
勝者はタイガー・レイク？
AV1ハードウェアサポートを備えたノートパソコンやタブレットは、インターネットストリーミングの将来において明らかに有利であり、私たちのテストでもそれが証明されています。しかし、前述のストリーミング大手は、古い規格を一夜にして放棄するわけではありません。ハードウェアでAV1をサポートしていない場合、YouTubeはRenoir、Comet Lake、Ice LakeのすべてがハードウェアデコードをサポートしているVP9コーデックを使用して4K動画を配信する可能性が高いでしょう。
簡単に言えば、ラップトップに AV1 デコード機能がない場合、より多くの帯域幅を使用することになるか、将来超高解像度のビデオを視聴するときにより多くのバッテリーを消費することになりますが、その将来が来るのはおそらくずっと先のことです。
