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AV1 코덱에 진심인 구글, AV1 CPU 인코딩 성능최대 34% 향상 달성

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10여년 전 고화질 미디어 형식의 상징 같던 블루레이는 H.264를 사용했고, 지포스 8600 시리즈부터 처음 사용된 퓨어비디오의 하드웨어 디코더가 등장하기 전에는 참 재생하기 어려웠던 기억이 있습니다. 그리고 그 때보다는 조금 상황이 낫지만(?) 성능 문제로 재생과 활용이 어려운 형식의 위치는 H.265를 거쳐 이제는 AV1으로 옮겨 간 듯 합니다. 그리고 이 AV1은 저장과 전송 효율의 극대화가 목적이었던지라, 인코딩과 디코딩에 H.264와는 비교도 안되고, H.265보다도 상당히 높은 연산 처리 성능을 요구하는 것이 문제였습니다. 특히 인코딩에서 말이죠.

​이 '인코딩'에서의 문제는 음...처음 나왔을 때는 H.264/265 대비 인코딩 시간이 수십 배가 넘어가는 수준이었고, 요즘에야 CPU 인코딩 시 H.265의 가장 느린 프리셋보다 몇 배 정도로 격차가 줄었지만 아직도 근본적인 격차가 존재하긴 합니다. 이를 해결하기 위한 두 가지 길로는 하드웨어 인코더, 혹은 소프트웨어 인코더의 성능 향상이 있는데, 이 중 하드웨어 인코더는 인텔의 Arc 알케미스트 계열 GPU, 혹은 엔비디아의 RTX 40 시리즈 GPU가 표준적인(?) 형식에서의 하드웨어 인코딩을 지원한다고 발표했습니다. 이제 최소한 AV1 4K 영상의 실시간 스트리밍이 가능한 수준의 성능 목표는 달성한 것이죠. 

현재 이 AV1에 가장 '진심'인 서비스 업체는 유튜브를 가진 구글이 아닐까 합니다. 워낙 영상 콘텐츠들이 용량이 크다 보니, 저장과 스트리밍에 들어가는 비용이 콘텐츠 인코딩의 비효율에서 오는 비용보다 더 크기 때문이 아닌가 추측하고 있습니다. 이에 4K급 이상의 콘텐츠는 AV1이 적극 적용되고 있고, FHD 급에서도 종종 AV1 코덱이 적용되어 나오는 모습도 보입니다. 덤으로 H.264/265 와 비교하면 출발부터 로열티 프리로 만들어져서 이 부분에서도 이득이 있는데, 구글은 이 로열티 부분을 극복하기 위해서도 꾸준히 길을 찾아서 AV1 이전까지는 자체적인 형식인 VP8/9를 밀어오기도 했고, 주요 GPU들에 인코딩과 디코딩 모두에 하드웨어 가속이 포함되기도 했습니다. 클라이언트 사용 환경에 있어서도 유튜브는 참 중요하죠. 암요...

그리고 하드웨어 인코더 뿐 아니라, 구글이 최근 릴리즈한 새로운 AOM-AV1 업데이트 버전 3.5에서는 CPU를 기반으로 한 인코딩 성능이 상황에 따라 최대 34%까지 향상되었다는 소식이 있군요. 지금까지는 현실적으로 사용하기 어려운 수준의 인코딩 성능이었지만, 인코더의 병렬화 향상과 몇 가지 개선으로 실시간에 가까운 인코딩 성능을 달성했다는 설명입니다. 특히 16쓰레드 이상에서 그 성능 향상의 이득이 두드러진다고 합니다. 하드웨어 인코더의 등장으로 PC 수준에서의 성능 요구는 끝났겠지만, 구글에 있어서는 클라우드 서버에 전부 GPU를 사용할 수도 없는 노릇이고, CPU 중심의 클라우드 인프라를 위한 최적화가 중요했을 것으로 생각되긴 합니다. 물론 PC에서도 당장 최신 세대 GPU를 사용할 수 없을 상황에서 사용이 확대되는 데 중요한 계기가 될 듯도 합니다.

재생의 경우에는 음... 인텔 Xe-LP 계열 iGPU, 엔비디아 RTX 30 시리즈 GPU, 그리고 몇몇 최신 모바일용 SoC들에서 하드웨어 디코딩이 지원되고 있습니다. AMD 쪽은 조금 대응이 늦는 편이고, 최신 제품군에서도 세그먼트별 차별은 물론이고 8K 지원 불가 등의 제한이 있군요. 미디어에 강한 AMD라는 말도 이제는 너무 오래된 이야기고, 현재 미디어 지원의 최강은 H.264 시절 초창기부터 인텔이 아닐까 싶을 정도입니다.

한편, AV1에 정말 진심인 구글은 이 AV1 코덱의 기능 확장에도 지대한 관심과 노력을 기울이고 있는 듯 합니다. 다음 타겟은 HDR과 3D 오디오 표준인데, '프로젝트 캐비어(Caviar)'로 알려진 계획에는 기존 돌비 비전과 돌비 애트모스를 대체할 만한 수준의 HDR과 3D 오디오 표준 기술을 구현해, 돌비의 로열티에서 탈출하겠다는 생각을 가지고 있는 듯 합니다. 이게 실제 구현될 수 있다면야 여러 모로 흥미로울 듯 합니다. 물론 다른 쪽에서는 돌비의 콘텐츠 제작 환경 지원 등에 비해 라이선스 비가 제법 납득할 만한 수준이라, 구글이 새로운 표준으로 제작자들을 끌어들이기 위해서는 제법 고생을 할 지도 모른다는 말도 있긴 합니다. 물론 워낙 큰 세력들의 경쟁이라 섣불리 결과를 예상할 수는 없습니다. 


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