[發明專利]基于多GPU提高大幅面非線性編輯實時層數的方法

有效

• 申請號: 202010796885.6
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111737015B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 羅天;張金沙;鄭建宏;張旭
• 申請（專利權）人: 成都索貝數碼科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06T1/20;G06F13/40;H04N5/262;H04N19/42;A63F13/60
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

本發明公開了一種基于多GPU提高大幅面非線性編輯實時層數的方法，包括步驟：S1，多個GPU通過獨立的PCIE插槽分別連接PCIE總線，PCIE總線連接CPU；將CPU解碼后的幀，按照幀號交替，分別上行到多個GPU進行渲染；S2，對渲染完成的幀進行重排序；S3，非編軟件從排序后的幀依序取幀，并判斷幀在哪個GPU之上，調用對應GPU的下行，送給IO卡輸出等；本發明一方面增強了非編軟件的總體渲染能力，另一方面顯著提高了非編軟件的超高清編輯實時層數；并且，能使用多GPU進行動態字幕和特效的渲染，實現了計算密集型線程在多個CPU組之間的均衡，充分利用了CPU的所有核等。

技術領域

本發明涉及視頻編輯技術領域，更為具體的，涉及一種基于多GPU提高大幅面非線性編輯實時層數的方法。

背景技術

非編（非線性編輯）軟件在進行視頻編輯的過程中，視頻解碼和視頻渲染是兩個最重要的環節。目前非編軟件的主流架構是CPU+單GPU。通常來說，視頻解碼是在CPU完成的，視頻渲染是在GPU完成的，CPU將解碼出來的數據通過PCIE總線傳遞給GPU（數據上行），GPU將渲染完畢的數據再通過PCIE總線傳遞給CPU（數據下行）。

CPU+單GPU的架構在標清和高清時代運轉良好，但在進入超高清時代以后，此架構逐漸暴露出性能問題。超高清4K 50p編輯實時層數在達到6層時就出現瓶頸，無法實現更多的實時層數。主要原因在于，雖然CPU的解碼能力和GPU的渲染能力都還有富余，但PCIE總線帶寬不足的問題越來越突出。目前Intel CPU和Nvidia GPU支持的PCIE最高標準是PCIE3.0 x16，理論帶寬是15.754GB/s，實測數據上下行的帶寬則最多只能達到12GB/s。PCIE的帶寬不足限制了CPU和GPU之間數據流動的速度，因而拖累了非編軟件的整體實時性。

在游戲等其他行業中也有使用兩張GPU做SLI交火的方式提高整體渲染性能的方案。這種方式的本質是把GPU任務調度的掌控權交給微軟windows操作系統，由操作系統自動調度渲染任務在兩張GPU上的分配，對用戶模擬出一張GPU的形態。我們對此種方式做了測試，發現在非編軟件的應用場景中，雙GPU做SLI交火的方式并不理想，對非編整體實時性的提升非常有限，大約只能帶來10%-20%的性能提升。因此我們有必要在非編軟件中研究新的多GPU使用方式。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于多GPU提高大幅面非線性編輯實時層數的方法，一方面增強了非編軟件的總體渲染能力，另一方面顯著提高了非編軟件的超高清編輯實時層數；并且，能使用多GPU進行動態字幕和特效的渲染，實現了計算密集型線程在多個CPU組之間的均衡，充分利用了CPU的所有核等。

本發明的目的是通過以下方案實現的：

一種基于多GPU提高大幅面非線性編輯實時層數的方法，包括步驟：

S1，多個GPU通過獨立的PCIE插槽分別連接PCIE總線，PCIE總線連接CPU；將CPU解碼后的幀，按照幀號交替，分別上行到多個GPU進行渲染；

S2，對渲染完成的幀進行重排序；

S3，非編軟件從排序后的幀依序取幀，并判斷幀在哪個GPU之上，調用對應GPU的下行，送給IO卡輸出。

進一步地，在步驟S1中，CPU解碼后的幀按照非編時間線絕對位置的幀號交替上行到多個GPU。

進一步地，在步驟S2中，在非編軟件中建立渲染完成幀隊列，該隊列記錄的每個元素是一個結構體。

進一步地，所述隊列的每個元素按照時間線幀號順序插入隊列。

進一步地，所述結構體包括時間線幀號、GPU編號和GPU顯存地址指針，GPU顯存地址指針用于存放渲染完成的幀數據。