Что такое аппаратное ускорение на Android и зачем оно нужно
Аппаратное ускорение — это специальная опция, которую вы, возможно, замечали в меню различных приложений на многих своих устройствах, включая смартфон на Android. Хотя оно и не всегда доступно в большинстве мобильных приложений, аппаратное ускорение используется в ряде популярных Android-приложений, включая YouTube, Chrome, Facebook и других.
Варианты использования для аппаратного ускорения варьируются от более эффективного рендеринга видео и обработки звука до сглаживания текста и ускорения 2D-графики, а также анимации пользовательского интерфейса. Короче говоря, если у вас есть такая возможность, лучше использовать аппаратное ускорение, если только оно не вызывает какие-либо проблемы или ошибки.
Что такое аппаратное ускорение
Название говорит само за себя — аппаратное ускорение использует специальное аппаратное обеспечение для ускорения определенной задачи, чтобы она выполнялась быстрее и/или более эффективно, чем это происходит при использовании одного лишь центрального процессора (CPU). Чаще всего в игру при таком сценарии вступает графический процессор (GPU), цифровой сигнальный процессор (DSP), или какой-либо другой аппаратный блок, который специализируется на выполнении какой-то конкретной задачи.
Все это очень сильно напоминает гетерогенные вычисления. Однако широко используемые типы ускорения часто предоставляются через операционную систему разработчикам приложений, а не полагаются на выделенную платформу SDK для доступа к различным вычислительным компонентам. При отключенном ускорении процессоры все еще могут запускать необходимую функцию в конкретном приложении, хотя и медленнее, чем на выделенном оборудовании.
Одним из наиболее распространенных вариантов использования аппаратного ускорения является кодирование и декодирование видео. Например, вместо того, чтобы декодировать видеопоток на центральном процессоре (ЦП), который не очень эффективен, видеокарты или другое оборудование часто содержат выделенные блоки кодирования/декодирования видео, которые могут выполнять задачу намного более эффективно. Аналогично, распаковка аудиофайла часто может выполняться быстрее на DSP или звуковой карте, чем на процессоре.
Другое очень распространенное использование для аппаратного ускорения — ускорение 2D-графики. Например, пользовательские интерфейсы часто содержат много графики, текста и анимации для рендеринга. Все это может быть выполнено центральным процессором, но графический процессор (GPU) или дисплейный процессор намного быстрее справятся с таким типом операции. Задачи могут включать применение фильтра сглаживания к тексту, чтобы он выглядел более плавным, или наложение полупрозрачного слоя поверх другого элемента, такого как видео. Другие примеры продвинутой графики включают оптимизацию физики и трассировку световых лучей.
Почему аппаратное ускорение важно
Процессор является главной рабочей лошадкой любой компьютерной системы. Он разработан для решения практически любых задач, которые могут быть ему поставлены, но эта гибкость означает, что зачастую это не самый эффективный способ выполнения конкретных задач, особенно тех, которые требуют много повторяющихся сложных вычислений, таких как декодирование видео или рендеринг графики.
Аппаратное ускорение переносит обычные задачи с ЦП на специализированное оборудование, которое может не только выполнять задачу быстрее, но и гораздо более эффективно. Это означает, что устройства нагреваются меньше, а батареи работают дольше. Таким образом, при использовании выделенного блока видеодекодера вы сможете смотреть гораздо больше видео в высоком качестве на одной зарядке по сравнению с запуском того же алгоритма на процессоре. Держим в голове ещё то, что это также освобождает ваш процессор для выполнения других задач, делая приложения более отзывчивыми.
Компромисс состоит в том, что включение дополнительного оборудования для обработки для определенных функций имеет свою стоимость, как с точки зрения затрат на разработку, так и с точки зрения высокой стоимости самого кремния, из которого изготавливаются процессоры. Необходимо принять решение о том, какие функции стоит поддерживать с помощью аппаратного обеспечения, например, очень популярных видеокодеков, а какие не вполне соответствуют желаемому соотношению цена/качество.
Аппаратное ускорение стало важным инструментом в компьютерных системах — от высокопроизводительных ПК до смартфонов. Ведь последние, ввиду своей компактности, требуют низкого энергопотребления. Варианты использования выделенного оборудования только растут с появлением приложений, задействующий технологию машинного обучения. Тем не менее, большую часть времени аппаратное ускорение используется только для экономии заряда аккумулятора, например, при воспроизведении видео с YouTube.
Делитесь своим мнением в комментариях под этим материалом и в нашем Telegram-чате.
Аппаратное ускорение – что это и как можно повысить производительность ПК с его помощью
Скорее всего, вы видели опцию «аппаратного ускорения» при использовании различных приложений и устройств. Возможно, вам даже понадобилось включить или отключить его для повышения производительности или предотвращения ошибок в одном из ваших любимых приложений, но вы, возможно, и не знали почему. В этой статье мы расскажем вам всё, что вам нужно знать об аппаратном ускорении, и о том, могут ли ваши приложения его использовать.
Что такое аппаратное ускорение
Аппаратное ускорение – это термин, используемый для описания загружаемых задач на другие девайсы. По умолчанию в большинстве компьютеров и приложений центральный процессор преобладает в загруженности, прежде всего, перед другими аппаратными средствами. Это вполне нормально, особенно если у вас есть мощный процессор. Иначе может быть полезно использовать другие компоненты вашей системы. Тогда происходит активация функции. Вот несколько популярных примеров использования:
Что такое аппаратное ускорение в браузере? Одним словом, это способность программы для просмотра интернет-страниц отображать их содержимое максимально быстро и качественно. Хотя аппаратное ускорение может быть определено как практически любая задача, которая выгружается на то, что не является ЦП, графические процессоры и звуковые карты, как правило, являются наиболее популярными примерами, используемыми в вашем программном обеспечении. Только ваш процессор технически способен на всё, что могут сделать эти устройства, особенно если он может похвастаться интегрированной графикой (как это многие делают в наши дни), но, как правило, лучший вариант – использование специализированного оборудования.
Использование мощности графического макета для отображения динамически изменяющегося веб-контента, т. е. так называемого аппаратного ускорения, несомненно, является одной из самых интересных новинок, появившихся в Firefox 4 и Internet Explorer 9. По словам разработчиков этих браузеров, использование графического процессора позволит добиться беспрецедентной до сих пор производительности, быстрой и плавной работы интернет-приложений с использованием современных технологий. В то же время это поможет снизить нагрузку на процессор, который в меньшей степени способен делать вычисления, связанные с обработкой графики. Это напрямую отразится на работе всей системы, а в случае портативных компьютеров – также на длительность работы без электропитания. Microsoft добавляет улучшения качества текста и изображений, отображаемых на экране и при печати на странице. Отдельной проблемой является использование графического макета для рендеринга 3D-графики с использованием API WebGL.
Использование графических процессоров в браузерах не возможно всегда, везде и на каждом компьютере. Основные ограничения связаны с операционной системой: на данный момент бета-версии обоих браузеров поддерживают только Windows Vista, 7 и 10. В случае с Internet Explorer 9 он не изменится даже в финальной версии, но Mozilla обещает внедрить решения, выполняемые на других платформах. Единственная система, пропущенная обоими производителями, – это Windows XP.
Почему может потребоваться отключить его
Вот случаи, когда вы, вероятно, должны отключить аппаратное ускорение:
Когда его нужно использовать
Конечно, аппаратное ускорение не так уж плохо. При работе по назначению оно на самом деле очень эффективно. Вот некоторые случаи, когда вы должны включить аппаратное ускорение в своих приложениях:
Как проверить, включено ли аппаратное ускорение
На рабочем столе правой кнопкой мыши – Разрешение экрана – Дополнительные параметры – Диагностика – Изменить параметры. Если кнопка неактивна – аппаратное ускорение включено.
Для Windows 10 использование аппаратного ускорения: Win+R – dxdiag – Экран – Ускорение DirectDraw, Ускорение Direct3D, Ускорение текстур AGP – все 3 параметра должны быть в состоянии ВКЛ. В противном случае аппаратное ускорение отключено.
Процедура активации аппаратного ускорения
Как включить аппаратное ускорение на Windows 7? По какой-то причине вам может потребоваться включить аппаратное ускорение, например, для запуска эмулятора Android в Visual Studio. Просто войдите на компьютере в свой BIOS (Настройки – Обновление и безопасность – Восстановление). В разделе «Расширенный запуск» нажмите «Перезагрузить сейчас», и ваш компьютер перезапустится. Это также работает и на Windows 10.
После перезагрузки нажмите «Устранение неполадок» – «Дополнительные параметры» – «Настройки встроенного ПО UEFI» – «Перезагрузка».
Вам будет представлен пользовательский интерфейс BIOS, перейдите к разделу «Конфигурация». Просто проверьте, что технология виртуализации, например, ускоритель видеокарты «Виртуальная технология Intel» или «Виртуализация AMD-V» включена. Затем перейдите к заключительному разделу «Выход», и нажмите «Выйти и сохранить изменения». Теперь у вас есть аппаратное ускорение.
Аппаратное ускорение в Chrome. Что даёт и как его включить?
Гугл Хром позволяет использовать графическую карту для рендеринга и масштабирования графики на веб-сайтах. Это ускоряет работу браузера и выгружает процессор. Узнайте, как использовать эту возможность!
Преимущества включения аппаратного ускорения будут ощущаться, в частности, пользователями с более слабыми компьютерами или одновременным использованием нескольких десятков вкладок. Чтобы включить эту функцию, введите команду «about:flags» в адресной строке.
Первым шагом является включение опции ускоренной компоновки с использованием графического процессора (Override software rendering list). Непосредственно ниже – другое – 2D-процессор ускоряется с использованием графического процессора (Accelerated 2D canvas), который также должен быть включён. Пользователи Chrome 11 не смогут использовать первый вариант – в этой версии браузера он включен по умолчанию.
Немного ниже есть ещё одна функция – Первоначальный рендеринг веб-сайтов. Он также должен быть включён. Последний шаг – перезапустить браузер.
Как отключить аппаратное ускорение
Эта функция, в основном, относится к использованию компонентов ПК для выполнения конкретного действия (обычно выполняемого программным обеспечением) как можно быстрее. Это призвано сделать графику на компьютере более плавной и быстрой, выгружая графические функции рендеринга на видеокарте компьютера вместо ПО и его центрального процессора (CPU). Идея Hardware Acceleration лежит в ускорении процессов видеообработки, обеспечивая лучшую производительность.
На первом этапе для рендеринга содержимого страницы используются библиотеки Direct2D и DirectWrite, благодаря чему достигаются более гладкие края текста и векторной графики. Также улучшена производительность рендеринга обычных элементов страницы, таких как изображения, границы и фоновые блоки. Кроме того, если на страницу встроено видео с использованием кодека H.264, также можно обработать видеокарту. На этом этапе ускорение работает как в Internet Explorer 9, так и в Firefox 4.
На этом этапе браузер Microsoft использует новый механизм декодирования для сжатых графических файлов, который также поддерживает формат TIFF и созданный Microsoft JPEG XR. Последний должен быть преемником формата JPEG, обеспечивая лучшее соотношение «изображение в файл». Более сложный алгоритм требует большей вычислительной мощности, поэтому использование GPU для этой цели является идеальным решением.
Составление страницы или объединение её элементов выполняется с использованием Direct3D-библиотек. Компонентные изображения (созданные на предыдущем этапе) сохраняются в памяти графической карты, поэтому их можно быстро собрать в единое целое. Пока что только в Internet Explorer, в будущем также в Firefox 4.
Создание полученного изображения, то есть всего рабочего стола с окном браузера и его содержимым, выполняется с использованием системного компонента Windows Vista и 7-Desktop Window Manager (DWM). Благодаря тому, что он использует библиотеки DirectX, он может напрямую использовать уже имеющуюся память изображений, которая представляет содержимое страницы и интегрирует его в рабочий стол без необходимости нагружать ОЗУ (что происходит, если браузер не использует графические библиотеки).
В Internet Explorer 9 также есть новый механизм обработки страниц для печати – XPS. Это не только позволяет быстро применять все слои и создавать из них одно изображение, но и повышает его качество. Например, все виды диаграмм будут выглядеть лучше.
Как отключить аппаратное ускорение в Windows 7? Несмотря на то, что Windows изначально не использует эту возможность, её довольно легко отключить самостоятельно. Деактивация Hardware Acceleration приведёт к запуску ПО в формате рендеринга программ — вся графика отображается программами, а работа по графическому рендерингу будет передаваться на GPU.
Как отключить аппаратное ускорение в Яндекс.Браузер? Необходимо зайти в настройки, опуститься в самый низ страницы, включить дополнительные параметры. Затем найти раздел Система и снять галочку с «Использовать аппаратное ускорение, если это возможно». После перезагрузки браузера изменения вступят в силу.
Чтобы отключить аппаратное ускорение в Chrome, используйте инструкцию для браузера Яндекс – в них идентичные настройки. Если после перезагрузки браузера проблемы не исчезнут, попробуйте следующее:
После перезагрузки проблемы с ускорением исчезнут. Для отключения функции в опере также необходимо зайти в настройки, выбрать дополнительные параметры и в разделе система снять флажок с «Использовать аппаратное ускорение».
Для отключения ускорения флеш плеера откройте любое приложение flash, нажмите на него правой кнопкой мыши и снимите флажок с нужной функции. Перезагрузите браузер.
Как отключить аппаратное ускорение в Firefox
Дальше мы объясним, как отключить аппаратное ускорение в браузере Mozilla Firefox. Это может быть эффективным, например, если у вас возникли проблемы с графическим контроллером, что заставляет браузер работать нестабильно или медленно, при чём неправильно отображаются элементы страниц, которые вы посещаете.
Аппаратное ускорение поддерживается не всеми драйверами – в некоторых случаях могут возникнуть проблемы с загрузкой элементов на странице. Поэтому, если вы обнаружите, что при использовании браузера страницы загружаются медленно, и возникают проблемы с запуском отдельных страниц, отключите аппаратное ускорение. Это должно решить все проблемы.
Если проблема решена, это означает, что именно аппаратная проблема привела к неисправности браузера.
Планирование GPU с аппаратным ускорением в Windows 10 действительно повышает производительность в играх
Функция «Планирование графического процессора с аппаратным ускорением» предназначена для улучшения планирования GPU и, как следствие, повышения производительности при запуске приложений и игр, использующих графический процессор.
Новая функция имеет некоторые ограничения: она доступна только в Windows 10 версии 2004 или выше, требует наличия современного графического процессора и драйверов, поддерживающих эту функцию. Опция становится доступной, только если система отвечает всем этим требованиям.
Как включить Планирование GPU с аппаратным ускорением
Вы можете проверить доступность функции планирования GPU на вашем устройстве следующим способом:
Microsoft рассказала о механизме работы новой функции планирования GPU в блоге Microsoft Dev. Компания объясняет, что эта функция «является существенным и фундаментальным изменением модели драйверов, и сравнивала нововведение с «перестройкой фундамента дома, в котором вы живете».
Компания собирается отслеживать производительность функции и продолжит работу над ней.
Пользователи Windows 10, особенно любители компьютерных игр, интересуются, стоит ли включать эту функцию уже сейчас или лучше ее активировать позже.
Тесты проводились в Doom Eternal, Read Dead Redemption 2 и Star Wars Jedi Fallen Order, с включенной и отключенной функцией планирования графического процессора с аппаратным ускорением.
Основной вывод тестирования: Планирование GPU с аппаратным ускорением действительно повышает производительность во всех случаях. В среднем, тестеры заметили увеличение на 1-2 кадра в секунду при запуске игры в разрешении 2560×1440 пикселей.
Неизвестно, будет ли улучшение производительности более скромным с менее мощным оборудованием, но Nvidia предполагает, что это может быть именно так.
Тем не менее, для геймеров имеет смысл включить планирование GPU при условии, что на машинах, на которых эта функция активирована, не наблюдается падение производительности.
Какая видеокарта установлена на вашем компьютере?
Не играми едиными. Ускорение программ с помощью видеокарты
Содержание
Содержание
Что такое видеокарта, знает каждый, ведь это главный элемент ПК, отвечающий за игры. И чем он мощнее, тем лучше. Однако в словосочетание «графический адаптер» вложено намного больше смысла. И кроме умения отапливать помещение и жрать электроэнергию «майнить» видеокарты способны ускорять работу некоторых полезных программ. В их число входят приложения для видеомонтажа, графического дизайна, 3D-моделирования, VR-разработок.
Техническая сторона вопроса
Обычно основная часть нагрузки ложится на центральный процессор. Но есть задачи, с которыми GPU справится во много раз быстрее, и было бы глупо этим не воспользоваться. Логично, что чаще всего это касается программ для работы с графикой, видео и 3D-моделированием.
Во время GPU-ускорения задействуется исключительно память видеокарты. Для простой работы с FHD достаточно 2 ГБ. Однако, когда один кадр компонуется из нескольких (картинка в картинке) или используются эффекты, одновременно обрабатывающие несколько кадров (шумодавы и т. д.), расход возрастает. Для UHD/4K-видео необходимо уже минимум 4 ГБ видеопамяти.
Конечный прирост производительности зависит от правильности настройки и общих параметров системы. В случае, например, рендеринга иногда разница с CPU составляет разы, а это сэкономленное время, которое, как известно, — деньги. Гарантировать точный результат ускорения не возьмется ни один производитель, ссылаясь на индивидуальность каждой системы.
Любая видеокарта в той или иной степени способна проводить сложные вычисления и обрабатывать графику. Больше других акцентирует внимание на неигровых возможностях и технологиях своих GeForce компания nVidia.
Тензорные ядра — присутствуют в адаптерах серии RTX, повышают производительность и энергоэффективность. Поддержка ИИ ускоряет расчеты и работу с графикой.
CUDA — проприетарная технология nVidia, доступная для устройств GTX и RTX. Позволяет использовать графический процессор для вычислений общего назначения, улучшает работу с фото, видео и 3D.
NVENC — отдельный аппаратный блок, способный кодировать и декодировать видеопоток. Благодаря этому разгружаются центральный и графический процессоры для запуска игр и других ресурсоемких задач. В первую очередь это интересно стримерам, но многие программы видеомонтажа уже приспособили NVENC под себя.
NVIDIA STUDIO DRIVER — выходит для видеокарт серии 10хх и моложе. Оптимизирует работу адаптера под такие приложения, как Autodesk Maya, 3ds Max, Arnold 5, DaVinci Resolve и т. д.
Карты AMD тоже хорошо справляются с вычислениями и обработкой графики, но любит говорить об этом исключительно компания Apple. AMD использует открытые технологии OpenGL и Vulcan — альтернативу CUDA.
Программы, работающие с GPU-ускорением
О возможности ускорения программы с помощью видеокарты можно узнать на официальном сайте. Все ведущие производители софта дают четкие инструкции, какая видеокарта подойдет и как включить GPU-ускорение. А первое, что приходит на ум, когда речь идет о работе с графикой и видео, — решения студии Adobe.
Adobe Premiere Pro использует вычислительные ресурсы видеокарт, начиная с версии CS5. Текущие версии для Windows поддерживают все современные GPU (включая встроенную графику Intel). CS6 и выше имеют функцию стабилизации видео Warp Stabilizer, которая устраняет дрожание камеры. Плагин использует GPU-ускорение только при финальном рендеринге изображения. Также в CS6 появился рендер Ray-traced 3D, который обсчитывает на видеокарте 3D-слои, камеру и источники света в композиции. Adobe Premiere CC научился работать одновременно с несколькими видеокартами, причем допускается использование разных серий и даже производителей (MultipleGPU). Выигрыш зависит от общей конфигурации ПК. Интересные возможности дает использование GPU сторонними плагинами. Можно ускорять Premiere при помощи CUDA одной видеокарты, при этом его плагин будет ускоряться OpenGL другой видеокарты. Такие плагины, как Magic Bullet Looks, Elements3D и т. п. могут использовать ресурсы GPU независимо от настроек Adobe. Подробные требования приложения к видеокарте можно найти на официальном сайте.
Adobe Photoshop также активно использует видеокарты в процессе обработки изображений. Фоторедактор закрывает некоторые свои возможности, если видеокарта их не поддерживает. Яркими примерами таких функций являются «Деформация перспективы», «Умная резкость», «Размытие». Пользователю доступны три режима: базовый, обычный и расширенный. Наиболее интенсивно использует видеокарту последний. Если наблюдается снижение быстродействия, стоит переключиться на уровень ниже, воспользовавшись вкладкой Дополнительные параметры.
Кроме продукции компании Adobe нельзя не вспомнить такие программы, как 3ds Max, DaVinci Resolve и Vegas Pro.
Данные о поддержке наиболее адаптированных приложений производители видеокарт публикуют на своих официальных сайтах:
eGPU — внешний графический процессор
Этот раздел касается в первую очередь техники компании Apple. Купертиновцы любят делать упор на творческие возможности своих устройств, однако пользователи макбуков и аймаков ограничены исходной комплектацией. На помощь приходит eGPU — внешняя видеокарта, с помощью которой, по заявлению производителя, можно увеличить скорость обработки графики на Mac в несколько раз.
По сути, это обычная видеокарта в специальном боксе с блоком питания и дополнительным охлаждением. Она подключается к макам посредством Thunderbolt 3. Уже много лет Apple использует видеокарты AMD, и весь софт Apple затачивается под новый API Metal. Графические решения nVidia ощутимого прироста производительности на Apple не дают, так как из-за патологической жадности компании не смогли договориться, и весь софт на маке заточен исключительно под AMD. В отместку nVidia недавно полностью отменила поддержку CUDA на MacOS.
А что могут «профи»?
Есть заблуждение, что для работы с графикой нужно купить максимальную видеокарту, а процессор любой сойдет. Это не так. Если процессор не будет успевать давать задания видеокарте, пользователь столкнется с простоем в ресурсоемких задачах. Есть и обратная зависимость: слабая видеокарта может сдерживать процессор в финальном рендеринге. Важен баланс. Если потребности пользователя все же переросли возможности обычных моделей, можно направить свой взгляд на дорогие и узкоспециализированные решения. Технически профессиональные и потребительские видеокарты отличаются несильно, все дело в ПО.
Несколько лет назад компания nVidia выпустила первый TITAN — запредельную по производительности и цене игровую видеокарту. Но вместо того, чтобы стать нишевым продуктом, она была буквально сметена с прилавков. Оказалось, что карта прекрасно справляется с расчетами, и многие компании с удовольствием покупали ее вместо дорогих про-аналогов. Разумеется, nVidia быстро смекнула, в чем дело, и в начале 2018 года прикрыла лавочку запретила использовать графические процессоры GeForce и Titan в составе дата-центров. По словам nVidia, нельзя гарантировать их безотказную работу в жарких условиях (и это не фигуральный оборот) в режиме 24/7. В качестве альтернативы предлагается использовать, например, Tesla V100, который гораздо мощнее GeForce и стоит в десять раз больше создан специально для работы в условиях ЦоД.
nVidia имеет три линейки профессиональных видеокарт: Quadro, NVS и Tesla.
NVS — многопортовые карточки, созданные для подключения большого количества мониторов в одну панель. Например, с их помощью в Макдональдсе можно выбрать бигмак с помидорами или беконом, а в аэропорте найти свой рейс. По сути, это самая обычная «затычка», на которой распаяли много портов. Очень слабые по железу и очень дорогие по соотношению цена/производительность, но ценят их не за FPS в Батле.
Компания AMD в качестве профессионального решения предлагает серию Radeon Pro. Также у них есть вычислительные аналоги Tesla с космическим ценником под названием Instinct.
