Beste HTPC-basis voor de toekomst: videokwaliteit van courante CPU's en GPU's getest

47 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Full HD, Ultra HD, H.264 én H.265 getest
  3. 3. Geteste platformen
  4. 4. Full HD en H.264: anno 2014 een makkie
  5. 5. Postprocessing: duidelijke verschillen
  6. 6. Per-pixel adaptive
  7. 7. Ruis, scherpte en contrast
  8. 8. H.264 in Ultra HD: vaak goed, niet altijd
  9. 9. H.265 a.k.a. HEVC: nog geen hardware decoding
  10. 10. Alle testresultaten in tabel
  11. 11. Conclusie
  12. 12. Reacties

Inleiding

Welke hardware is op dit moment de beste keus voor een PC in de woonkamer die ook in de toekomst alle soorten video kan afspelen? Hardware.Info testte 11 verschillende platformen, variërend van losse videokaarten tot processors met geïntegreerde GPU. Daarbij keken we niet alleen naar Full HD en bekende codecs als H.264, maar ook naar 4K (Ultra HD) en de nieuwe HEVC codec.

Het is alweer een tijd geleden dat we uitgebreid aandacht besteedden aan de mogelijkheden en beeldkwaliteit op het vlak van videoweergave bij losse videokaarten. Een paar jaar geleden was dat echt een issue: er waren grote verschillen tussen ATI/AMD en Nvidia, alsmede tussen goedkopere en duurdere GPU’s. Inmiddels hebben alle losse videokaarten, van duur tot spotgoedkoop, een uitstekende H.264 videodecoder aan boord en prima mogelijkheden voor postprocessing.

Toch is het onderwerp nu weer terug op onze radar en wel om twee redenen. Enerzijds omdat er steeds meer goedkope en zuinige platformen op de markt komen die potentieel zeer interessant zijn als basis voor een HTPC. Aan de andere kant staan we aan de vooravond van een nieuwe revolutie in de woonkamer: Ultra HD (4K) televisies zijn in opkomst en daarmee de nieuwe H.265 ofwel HEVC codec, die voor deze resolutie zeer geschikt is. Uit onze test blijkt: wanneer je een HTPC wilt samenstellen die zowel op de nieuwe resolutie als op de nieuwe codec is voorbereid, zal je duidelijk wat meer moeten investeren.

Full HD, Ultra HD, H.264 én H.265 getest

Voor deze test zijn we aan de slag gegaan met elf platformen, waarover verderop meer. Op al deze platformen hebben we bekeken of Full HD video met de tegenwoordig voor vrijwel alles gebruikte H.264 annex AVC codec op de juiste manier afgespeeld kan worden. Daarbij hebben we ook de processorbelasting geïnventariseerd. We hebben zowel video’s met 30 beelden per seconden als exemplaren met 60 beelden per seconde getest. Naast “normale” testbestanden hebben we ook een wat we in ons lab de “torture testbestand” noemen, een fragment van de Blu-ray van The Golden Compass, waarbij de bitrate ruim over de 40 Mbps heen gaat.

Full HD met H.264 afspelen is tegenwoordig geen grote uitdaging meer: zelfs de simpelste chips (zoals de ARM11 chip op de Raspberry Pi) doen dat goed dankzij in de chip ingebakken hardware decoders. We hebben met de HD HQV benchmark echter ook uitgebreid de mogelijkheden voor postprocessing onderzocht. Over het nut van bijvoorbeeld goede ruisonderdrukking of verscherping kun je, zoals verderop besproken, nog wel een boom opzetten; goede deinterlacing is echter een must voor wie TV kijkt via een HTPC.

Daarnaast zijn we aan de slag gegaan met de Ultra HD resolutie. Allereerst hebben we bekeken of de platformen überhaupt de mogelijkheid bieden om UHD-monitoren en/of TV’s aan te sturen. Vervolgens hebben we bekeken of H.264 video in UHD-resolutie (3840x2160) goed wordt afgespeeld, zowel met 30fps als met 60fps. Interlacing speelt bij Ultra HD geen rol meer (er bestaat geen interlaced 4K-content) dus de postprocessing test hebben we hier overgeslagen.

Ten slotte zijn we aan de slag gegaan met de nieuwe H.265 codec, ook wel bekend als HEVC. We hebben testbestanden in zowel Full HD als Ultra HD resolutie geprobeerd af te spelen om te bekijken of platformen daarvoor geschikt zijn.

Bij de test hebben we gebruikgemaakt van in de verschillende formaten gecodeerde versies van de vrij beschikbare Big Buck Bunny en Tears of Steal films. De eerste is een animatiefilm, de tweede is wat men noemt live action. Alle tests hebben we uitgevoerd onder Windows 8.1 met de halverwege mei nieuwste versies van alle drivers. Voor het afspelen van alle videobestanden maakten we gebruik van Media Player Classic Home Cinema (MPC-HC), die intern gebruik maakt van de LAV video-splitter en –decoder. Deze LAV-decoder biedt volledige ondersteuning voor DXVA (DirectX Video Acceleration), de technologie die in Windows gebruikt wordt om het decoderen en verder verwerken van video door de GPU te laten uitvoeren.


Ultra HD en HEVC zijn de twee nieuwe trends voor TV’s en video. HTPC’s zijn er eigenlijk nog niet klaar voor.


De LAV-decoder in MPC-HC is volledig geschikt voor DXVA. Dezelfde decoder kun je ook los installeren voor gebruik in combinatie met andere mediaspelers.

Waarom Windows?

Onze tests hebben we uitgevoerd onder Windows 8.1 en niet zonder reden. Uiteraard is het een gegeven dat, voornamelijk dankzij de XBMC software, Linux een steeds populairder besturingssysteem voor HTPC wordt. Juist omdat de combinatie van Linux en XBMC volledig gratis is, is het een ideale combinatie voor een betaalbare HTPC. Distributies als OpenELEC, een Linux-variant die louter dient om XBMC op te starten, zijn juist door het zoveel mogelijk ontbreken van overige functionaliteit zeer stabiel. Een tijdje geleden publiceerden we al een uitgebreid artikel over XBMC op diverse hardware, variërend van een Raspberry Pi tot een dikke PC. 

De reden waarom we ons in dit artikel op Windows-richten is dat specifiek de zaken waar we in dit artikel onderzoek naar doen nog niet beschikbaar zijn voor XBMC/Linux. Het is (helaas) een bekend gegeven dat AMD, Intel en Nvidia veel minder werk maken van hun Linux-drivers dan van de Windows-tegenhangers. H.264 video decoderen onder Linux gaat als een trein, maar de post-processing trucs zijn niet aanwezig. Zaken als motion adaptive deinterlacing of ruisonderdrukking zijn voor XBMC onder Linux enkel softwarematig beschikbaar, niet uitgevoerd door de GPU. Zeker het gebrek aan hardwarematige deinterlacing maakt dat wie TV wil kijken via een HTPC eigenlijk niet om Windows heen kan (of je moet een zware CPU kiezen en de nodige softwarematige trucs toepassen). Verder wordt de HEVC codec in de huidige versie van XBMC (versie 13) nog niet ondersteund. Dat staat op de rol voor versie 14, die eind van het jaar uit moet komen.

Overigens: XBMC draait natuurlijk ook prima onder Windows en kan in die omgeving wél gebruikmaken van alle extra mogelijkheden van moderne GPU’s!


Zeer uitgebreide hardwarematige postprocessing (zoals hier in de AMD drivers) is in de regel alleen op Windows beschikbaar.

Geteste platformen

In eerste instantie zijn we aan de slag gegaan met een viertal losse videokaarten, die we hebben getest op een systeem met een Intel Core i3 4330 Haswell-processor. Van Nvidia testten we de GeForce GTX 750 en de GeForce GTX 760. De GTX 750 is gebaseerd op de GM107 GPU, de eerste uit de Maxwell-generatie. Die GM107 biedt versie 6 van Nvidia’s geïntegreerde PureVideo HD videodecoder, VP6 in jargon. De belangrijkste vernieuwing voor VP6 is verbeterde ondersteuning voor H.264-videostreams met fouten.

De GTX 760 hebben we getest omdat deze de VP5 video-engine aan boord heeft. Exact dezelfde VP5-engine zit in alle Nvidia 6- en 7-serie GPU’s. Of je nu een GeForce GT 630 of een GeForce GTX 780 Ti aan boord hebt: de videomogelijkheden zijn identiek aan die van de GTX 760.

AMD noemt haar ingebouwde video-engine UVD ofwel Universal Video Decoder. Alle Radeon-GPU’s in de 6000-, 7000-, R7- en R9-series maken gebruik van UVD versie 3.0. Voor de test maakten we gebruik van een Radeon R9 270X, maar de resultaten zijn dus te projecteren op andere AMD kaarten. Toch testten we ook een R9 260X: de op deze kaart gebruikte Bonaire GPU is wat nieuwer, net als de Hawaii chip van de Radeon R9 290(X). Op één vlak zullen we verderop zien dat deze 260X (net als de 290X) iets beter presteert dan andere AMD-kaarten.

De nieuwste videokaart die we hebben getest is AMD's recent geïntroduceerde Radeon R9 285. Deze kaart is gebaseerd op de Tonga GPU, die een nieuwe generatie UVD heeft met een aantal mogelijkheden die de bestaande AMD GPU's en APU's missen. Het exacte versienummer van deze UVD-implementatie ontbreekt.

Naast de losse videokaarten hebben we ook diverse processors met geïntegreerde GPU getest. Allereerst de voor de losse videokaarten gebruikte Intel Core i3 4330, maar ook diens grotere broer en duidelijk snellere Core i7 4770K. Zoals we verderop zullen zien zijn de prestaties voor zaken als HEVC geen overbodige luxe. Van AMD testten we de nieuwste generatie APU, Kaveri, in de vorm van de AMD A10-7850K. Deze Kaveri-chip maakt gebruik van UVD versie 4.0, waarbij de belangrijkste vernieuwing identiek is aan Nvidia’s VP5: betere ondersteuning voor H.264 streams met fouten.

Ten slotte gingen we aan de slag met een drietal goedkopere platformen met CPU’s met geïntegreerde GPU. Gebruikmakend van een Gigabyte C1037UN-EU moederbord testten we de Intel Celeron 1037U, een op de Ivy Bridge-architectuur gebaseerde goedkope en zuinige Celeron-processor met Intels video-processor van de vorige generatie. Deze Celeron 1037U komen we niet alleen tegen op verschillende Mini ITX-bordjes, maar is ook een populaire keuze voor Mini PC’s. Daarnaast gingen we aan de slag met de AMD AM1 en Intel Bay Trail platformen. Voor AM1 testten we de AMD Athlon 5350 processor in combinatie met een MSI AM1 moederbord. De Kabini-chip waarop de 5350 is gebaseerd heeft ook een UVD 4.x video decoder aan boord. Het laatste platform is Intels Bay Trail in de vorm van de Celeron J1900 quad-core chip. Deze Bay Trail chip heeft een Intel HD Graphics engine gebaseerd op de Ivy Bridge architectuur aan boord, in feite dus vergelijkbaar met de eveneens geteste Celeron 1037U, maar dan gekoppeld aan een nog wat langzamere CPU.

Hier nogmaals de complete lijst geteste platformen:

Losse videokaarten

  • Nvidia VP5 (GeForce GTX 760)
  • Nvidia VP6 (GeForce GTX 750)
  • AMD UVD 4 (Radeon R9 270X)
  • AMD UVD 4.x (Radeon R7 260X)
  • AMD UVD 4.x (Radeon R9 285)

Geïntegreerde platformen

  • Intel Haswell Core i3 (Core i3 4330)
  • Intel Haswell Core i7 (Core i7 4770K)
  • Intel Ivy Bridge Celeron U (Celeron 1037U)
  • AMD Kaveri (UVD 4) (A10-7850K)
  • Intel Bay Trail (Celeron J1900)
  • AMD AM1 (Athlon 5350)

Nvidia GeForce GTX 750 Ti
De GeForce GTX 750 (Ti) heeft Nvidia’s nieuwste VP6 video-engine. Ook VP5 van de oudere kaarten blijkt echter al beter dan wat de concurrentie te bieden heeft.

Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC 2GB
De nieuwste generatie van AMD's UVD videodecoder vinden we terug in de Radeon R9 285.


Goedkope platformen als AMD’s AM1 en Intel Bay Trail blijken ook zeer geschikt voor HTPC doeleinden, zolang je je beperkt tot Full HD.

Full HD en H.264: anno 2014 een makkie

We schreven het al: ondersteuning voor de Full HD resolutie (1920x1080) en de H.264 codec is gemeengoed. Iedere (i)GPU van de laatste jaren heeft een video-decoder voor H.264 ingebakken. Zoals bekend is dit momenteel de facto de standaard voor videocompressie: het wordt gebruikt door zo’n beetje alle streaming-diensten, vormt de basis voor de meeste Blu-rays en is ook de standaard achter de in het grijze circuit populaire x264 codec. Zo’n beetje alle moderne video op internet is gecomprimeerd met H.264.

Het afspelen van H.264 video in Full HD resolutie doen alle geteste platformen dan ook zonder enig probleem. Het is duidelijk de GPU die het werk doet, want in alle gevallen is de processorbelasting ruim minder dan 10% tijdens het afspelen van video, ook op de goedkoopste platformen met langzame processors. De moderne decoders blijken ook geen enkel probleem te hebben met hoge bitrates: de torture test met bitrates ruim boven de 40 Mbps wordt probleemloos afgespeeld op alle platformen.

Ook H.264 video met 60 beelden per seconden, 1080p60 in jargon, blijkt voor geen enkele van de platformen een uitdaging. Bij de Intel Celeron 1037U stijgt het CPU-gebruik wel naar 13%, maar dat is nog altijd niets bijzonders. Kortom, Full HD H.264 video decoderen is anno 2014 geen uitdaging meer.

Zuinig?

H.264 Full HD video afspelen doen ze allemaal, maar wie doet dat het zuinigst? Om daar achter te komen voorzagen wij de drie instap testplatformen van een zeer zuinige PicoPSU en maten we het gemiddelde stroomverbruik tijdens het afspelen van video. Let wel: we meten het verbruik van het gehele systeem, dus processor, moederbord, twee geheugenmodules en twee SSD’s (één voor het OS en één met testbestanden).

Tijdens het afspelen van de Tears of Steel video met 1080p resolutie en H.264 encodering – in feite een 13-in-een-dozijn 1080p bestand – maten we bij het Intel Celeron 1037U platform gemiddeld 27 watt en bij het AMD AM1 platform gemiddeld 24 watt. Intels Bay Trail is de duidelijke winnaar: dit systeempje speelde de video met gemiddeld 15 watt verbruik. Let wel: met een SSD minder en wat tuning moet je er in alle gevallen nog wat vanaf kunnen krijgen.

Postprocessing: duidelijke verschillen

Verschillen zien we pas zodra we gaan kijken naar post-processing, mogelijkheden om het beeld te verbeteren. We spreken dan over zaken als ruisonderdrukking, verscherping, contrast verbetering en ga zo maar verder. Laat één ding vooraf gezegd zijn: net als bij audio zou bij video post-processing in feite niet nodig hoeven zijn. Waar je bij muziek kunt zeggen dat als een bepaald nummer een zwaardere bas nodig zou hebben dat de producer het zélf wel anders had gemixt, geldt dat bij video net zo. Tegelijkertijd geldt ook hier: over smaak valt niet te twisten. Wanneer jij video mooier vindt wanneer de scherpte artificieel is verhoogd en het contrast is opgepompt, is dat natuurlijk je goed recht. En waar bij audio postprocessing het geluid van een matige headset of speakers nog enigszins kan rechttrekken, is dat bij video natuurlijk ook het geval.

Wij testen de postprocessing met behulp van de HD HQV 2.0 videofragmenten. Deze specifieke video’s zijn stuk voor stuk gemaakt om bepaalde aspecten van postprocessing goed te kunnen inventariseren. HQV heeft verder een speciaal score-algoritme, dat we niet toepassen. Naar onze mening kan de totaalscore een misleidend beeld geven en daarnaast zijn we van mening dat de weging van de verschillende onderdelen in de totaalscore discutabel is. Om die reden hebben we van alle belangrijke postprocessing-onderdelen geïnventariseerd of de verschillende platformen het überhaupt, en zo ja of ze het goed doen.

Deinterlacing

Zaken als ruisonderdrukking en verscherping zijn wat ons betreft leuk om te hebben, maar deinterlacing is wat ons betreft het belangrijkst. Als je een HTPC gebruikt om TV te kijken is dit echt een must.

Waarom is deinterlacing oftewel de-interliniëring ook weer zo belangrijk? De oorspronkelijke analoge TV-standaarden uit Amerika en Europa werken met respectievelijk 60 en 50 halve beelden per seconde. Dat betekent dat in Europa iedere 1/50e seconde (20 milliseconden) om en om even en oneven beeldlijnen werden getransporteerd. De keuze voor dergelijke interlaced video was halverwege de vorige eeuw goed te verklaren: het transporteren van halve beelden kostte veel minder bandbreedte, terwijl wel een vloeiend beeld gegarandeerd blijft. “Ouderwetse” beeldbuizen zijn ook uitstekend geschikt voor interlaced beeld: bij dergelijke schermen worden de verschillende beeldlijnen netjes om en om geprojecteerd. Hoewel interlacing eigenlijk iets uit het verleden is, wordt het nog steeds toegepast. Binnen de standaarden voor HD-video is interlaced nog steeds een van de twee opties waaruit TV-stations voor hun HD-uitzendingen kunnen kiezen: 1280x720 beeldpunten met 30 of 25 hele beelden per seconde (720p) of 1920x1080 beeldpunten (Full HD) met 60 of 50 halve beelden per seconde (1080i). Vrijwel iedere zender kiest voor dat laatste en dus zijn zo’n beetje alle HD-zenders op de kabel en de satelliet in 1080i formaat.

Op Blu-rays en bij bestandsformaten/streaming in de PC/internet-wereld is 1920x1080 met hele beelden (1080p) wel mogelijk en feitelijk de standaard. Sterker nog: bij streaming- en downloaddiensten kom je geen interlaced beeld tegen. Dat is maar goed ook, want de platte schermen die we tegenwoordig zowel in de woonkamer als bij PC’s gebruiken zijn niet erg geschikt voor interlaced video, aangezien ze alleen complete beelden kunnen weergeven.

Wanneer je interlaced video bekijkt op een plat scherm, moeten van de halve beelden dus hele beelden worden gemaakt, een proces dat deinterlacing heet. Wanneer je TV kijkt via een settopbox of een in de TV geïntegreerde tuner zal een chip in de TV daar voor zorgen, aangezien een settopbox interlaced beeld ook als zodanig kan uitsturen. Bij een (Home Theater) PC is het de taak van de GPU om de gehele beelden samen te stellen.

Per-pixel adaptive

Het maken van complete beelden van interlaced video, oftewel het omzetten van 1080i naar 1080p, is geen gemakkelijke taak. Je zou wellicht denken dat je twee halve beelden in elkaar kunt schuiven, maar zo simpel is het niet. Er zit immers een tijdverschil tussen de halve beelden (20 milliseconden in het geval van 50 halve beelden per seconde), waardoor beeld verschoven kan zijn en je bij in elkaar schuiven (weaving in jargon) een kam-effect te zien krijgt.

De tweede eenvoudige optie is simpelweg de lijnen verdubbelen (BOB in jargon) en 50 keer per seconde een beeld tonen gebaseerd op om en om de even en oneven gedubbelde beeldlijnen. Dat levert geen vervelende artefacten op, maar zorgt er wel voor dat de verticale resolutie in feite halveert: in plaats van 1920x1080 kijk je naar 1920x540. De extra scherpte van Full HD-video ben je dan compleet kwijt.

Een goede deinterlacer analyseert met complexe algoritmes het beeld. Daar waar er stilstaand beeld is, wordt weaving toegepast om de hoogste scherpte te bewerkstelligen. Waar beweging wordt gedetecteerd, wordt op basis van opeenvolgende frames bepaald hoe de hele beelden er uit zouden moeten zien. Alle moderne GPU’s (inclusief de geïntegreerde varianten) hebben tegenwoordig een goede per-pixel adaptive deinterlacer aan boord, zo blijkt uit de verschillende tests die HD HQV daarvoor heeft. AMD, Nvidia én Intel kunnen hun deinterlacer alleen onder Windows inschakelen overigens.

Bij één subtest gaat een aantal platformen toch een beetje de mist in. HD HQV heeft een aantal worst case scenario’s voor deinterlacing algoritmes. Eén van die tests is een draaiende balk bovenop een stilstaand raster. Bij de verschillende AMD-platformen behalve de R7 260X en bij de Intel Celeron 1037U en Bay Trail platformen, verdwijnt een gedeelte van het raster achter de ronddraaiende balk. Dat betekent dat we de deinterlacing-kwaliteit enkel bij de Nvidia GPU’s, bij de AMD Radeon R7 260X en bij de Intel Haswell CPU’s als ‘uitstekend’ kunnen aanmerken.

Deinterlacing doen alle geteste platformen goed. In deze test laat een aantal platformen echter een steekje vallen. (Boven: AMD UVD (AM1), Onder: Nvidia VP6 (GTX 750)).

Onder het kopje deinterlacing is er nog een aspect dat we moeten belichten: 2:2 en 3:2 pulldown. Wanneer een film, die in de regel 24 hele beelden per seconde bevat, in Europa op TV wordt uitgezonden (in 1080i HD of 576i SD), dan worden van ieder heel beeld twee halve beelden gemaakt en het geheel zo’n 4% versneld om van 24 fps naar 25 fps te gaan. In zo’n geval zijn twee opvolgende frames met halve beelden dus wél afkomstig van één compleet beeld en mag er gewoon weaving worden toegepast om de optimale scherpte te behalen. Dit proces noemt men 2:2 pulldown. Door middel van een daarvoor bestemde test in HD HQV kunnen we vaststellen dat alle platformen dit uitstekend herkennen en toepassen.

Bij een film op Amerikaanse TV wordt een andere truc toegepast. Door informatie van de hele filmbeelden om en om toe te passen in 3 en 2 halve beelden worden 60 halve beelden per seconden gegenereerd. Een goede GPU moet ook dit herkennen en een en ander weer op een juiste manier ontrafelen om er idealiter weer 24 hele beelden van te maken. Ook dit doen alle platformen uitstekend.

Ruis, scherpte en contrast

Van de overige vormen van postprocessing lichten we er drie uit: ruisonderdrukking, verscherping en contrast.

Ruisonderdrukking was vroeger, toen er nog veel beeld van analoge videobronnen afkomstig was, zeker van belang. Tegenwoordig wordt vrijwel alle video digitaal opgenomen of op z’n minst digitaal verwerkt, voordat deze via internet, de TV-kabel of een DVD/Blu-ray schijf bij jou arriveert. Daardoor is er weinig tot geen reden meer om ruisonderdrukking toe te passen. Sterker nog: bij films waar de regisseur express film-grain toevoegt, haalt de ruisonderdrukking dit effect onbedoeld weer weg.

Alle geteste platformen, ook de goedkope, hebben in de Windows-drivers de mogelijkheid om ruisvermindering toe te passen. Alle doen het zonder meer goed, al is er ook duidelijk kwaliteitsverschil zichtbaar: AMD en Nvidia weten iets beter dan Intel de beeldscherpte vast te houden bij ruisonderdrukking. Verder halen de algoritmes van Nvidia nog net iets meer ruis weg dan die van AMD, al is dat een vrijwel te verwaarlozen verschil.

Verscherping is een kwestie van smaak: menigeen vind het mooi om beelden iets scherper te vertonen dan oorspronkelijk. Het verscherpen van beelden gebeurt in de regel door kleurovergangen iets harder aan te zetten, waardoor de randen versterkt worden. Zodoende ook de Engelse naam: edge enhancement. Alle drie de chipfabrikanten bieden op alle drie de platformen de mogelijkheid om in de drivers verscherping aan te zetten. In alle gevallen geldt: als je té veel verscherping toepast, kan je objectief vaststellen dat het beeld er niet op vooruit gaat. De algoritmes van Nvidia zijn wat ons betreft de beste: de verscherping is duidelijk zichtbaar, zonder dat detail verloren gaat of randen oplichten. Bij zowel AMD als Intel blijkt de oplossing al snel erger dan de kwaal: randen worden al snel duidelijk opgelicht, wat afbreuk doet aan de beeldkwaliteit. Bij AMD verlies je bij hoge mate van verscherping zelfs al snel details in het beeld. Het Intel Bay Trail platform biedt als enige geen verscherping.

De laatste postprocessing-functie die we uitgebreid onderzocht hebben is het dynamisch verhogen van het contrast. Op de goedkope Intel platforms na bieden alle geteste configuraties daar mogelijkheden voor. Zowel bij AMD, Intel en Nvidia werkt het goed. Vergelijken we AMD en Nvidia, dan blijkt AMD het contrast duidelijk meer te verhogen dan Nvidia. Het is een kwestie van smaak. Intel verhoogt net als AMD het contrast veel meer dan Nvidia, maar laat ook een duidelijk kleurverschil zien, wat we toch als klein nadeel moeten noteren.

Normaal:

Maximale verscherping AMD:

Maximale verscherping Intel:

Maximale verscherping Nvidia:

H.264 in Ultra HD: vaak goed, niet altijd

Full HD is dus voor de verschillende platformen geen probleem, al zijn er verschillen qua post-processing. De ondersteuning voor Ultra HD-monitoren en -TV’s is een ander verhaal. Om te beginnen is het aansluiten al een uitdaging. Een HDMI 1.4 en DisplayPort 1.1-signaal bieden niet voldoende bandbreedte om de resolutie van Ultra HD (3840x2160) pixels door te geven met 60 beelden per seconde. Wel is de bandbreedte genoeg voor Ultra HD met 30 Hz, maar dat is niet iets waar je blij van wordt. De nieuwste versie van beide standaarden biedt uitkomst. HDMI versie 2.0 heeft wél voldoende bandbreedte voor 2160p60. En bij DisplayPort 1.2 kunnen via de MST (Multi Stream Transport) methode twee DisplayPort signalen over één kabel getransporteerd worden, waardoor 4K met 60 fps alsnog mogelijk is.

Over HDMI 2.0 kunnen we kort zijn: geen enkele huidige videokaart of processor met geïntegreerde GPU ondersteunt het. Dat is direct een probleem voor wie een echte HTPC voor in de woonkamer wil bouwen, want de nieuwste Ultra HD TV’s hebben veelal wel HDMI 2.0, maar DisplayPort komt bij TV’s vrijwel niet voor. Ofwel: tenzij je een Ultra HD TV met DisplayPort vindt, is het op dit moment onmogelijk om een Ultra HD geschikte HTPC voor in de woonkamer te bouwen.

DisplayPort 1.2 vinden we bij nieuwste generatie AMD videokaarten (7000- en R-serie), de nieuwste generatie Nvidia kaarten (600- en 700-serie), bij de Intel Haswell processors en bij AMD’s Kaveri chips (en diens Richland voorlopers). AMD’s AM1 platform ondersteunt ook DP 1.2 met MST, maar realiseer je dat vrijwel geen enkel AM1 moederbord een DisplayPort uitgang heeft.

Onze platformen gebaseerd op de losse videokaarten, Intel Haswell processor en AMD Kaveri processor konden we via DisplayPort MST probleemloos verbinden met een 4K-monitor op 60 Hz. De nieuwste drivers van de drie leveranciers (in het geval van Intel de nieuwste beta drivers) herkennen elk geheel automatisch dat er een MST-scherm is aangesloten en stellen de 4K-resolutie automatisch goed in. Het AM1 platform konden we wel via HDMI aansluiten op de gebruikte Ultra HD monitor en werkte dan ook op 30 Hz. Het Intel Celeron 1037U en het Intel Bay Trail platform ondersteunen de 4K-resolutie geheel niet.


HDMI 2.0 biedt voldoende bandbreedte voor 4K-video met 60 beelden per seconden. Helaas ondersteunt nog geen enkele GPU deze interface. De standaard die GPU’s wel bieden, DisplayPort 1.2, is juist weer afwezig op TV’s.

2160p video

Zowel Big Buck Bunny als Tears of Steal hebben we getest als UHD-bestand met H.264 codering. Ook op de platformen die geen 4K-scherm ondersteunen, hebben we geprobeerd de bestanden af te laten spelen, uiteraard teruggeschaald naar Full HD-resolutie.

De H.264 decoder van de Nvidia-videokaarten, de Intel Haswell-processors en de Intel Celeron 1037U hebben geen enkel probleem met H.264 in 4K-resolutie. De bestanden worden op deze platformen keurig afgespeeld met een beperkte CPU-belasting van in alle gevallen minder dan 10%.

AMD’s UVD-videodecoder blijkt - met de variant in de gloednieuwe Tonga chip als enige uitzondering - echter geen ondersteuning te bieden voor H.264 in Ultra HD-resolutie, zelfs niet de UVD4-versie in de Kaveri chip. Dat betekent dat de GPU-verwerking wordt uitgeschakeld en dat de processor het werk mag doen. De AMD losse 260X en 270X videokaarten testten we op een Core i3 4330 systeem en die CPU heeft niet veel moeite met 2160p30 H.264 video: de bestanden worden probleemloos afgespeeld met circa 25% CPU-belasting. Bij het Kaveri-platform pakken de CPU-cores van de AMD A10-7850K het ook over en worden de bestanden met gemiddeld zo’n 35% CPU-belasting afgespeeld. De Radeon R9 285X speelt zoals beloofd H.264 in Ultra HD resolutie wél hardwarematig af, maar dat lukte ons niet in Media Player Classic Home Cinema, maar wel in de betaalde Cyberlink PowerDVD 14 software. We hebben de vraag bij AMD uitstaan waarom het niet in MPC HC werkt.

Ook de video-decoder in Bay Trail ondersteunt geen 4K-bestanden. Het afspelen gaat niet goed: het CPU-gebruik is gemiddeld 90% en er zijn veel dropped frames. Datzelfde geldt voor AMD AM1: het CPU-gebruik is gemiddeld 76%, maar de vele dropped frames maken de video onkijkbaar.

Bij 4K-video met 60fps worden de systemen nog verder belast. Opnieuw doen de H.264 video-decoder in de Nvidia GPU’s en de Intel Haswell / Ivy Bridge CPU’s keurig hun werk: ook het 2160p60-bestand wordt op deze systemen probleemloos met minder dan 10% CPU-belasting afgespeeld. De losse AMD-videokaarten laten het werk weer aan de CPU-cores over, wat in het geval van de Core i3 4330 neerkomt op gemiddeld 51% belasting. Dat gaat goed, maar je moet je PC dan niet tegelijkertijd voor veel andere zaken gebruiken. Op het Kaveri systeem loopt het 2160p60 bestand net niet vloeiend: het valt te bekijken, maar er zijn duidelijke haperingen zichtbaar. Het gemiddelde CPU-gebruik is zo’n 80%. Bay Trail schiet opnieuw te kort en bij AM1 loopt de video soms een paar seconden vast, waardoor we geen goed gemiddeld CPU-gebruik kunnen noteren.


De “open source” films Big Buck Bunny en Tears of Steal zijn te downloaden in vele formaten, waaronder ook 4K en HEVC. Wij gebruikten deze films voor deze test.

H.265 a.k.a. HEVC: nog geen hardware decoding

Naast een nieuwe resolutie is er ook een nieuwe videocodec, H.265 ofwel HEVC. Een tijdje geleden hebben we er in een uitgebreid artikel uitgebreid al aandacht aan besteed. H.265 is zoals de naam al doet vermoeden de opvolger van H.264 en is, kort door de bocht, twee keer zo efficiënt. Dat betekent enerzijds dat video met gelijke resolutie en gelijke beeldkwaliteit ruwweg de helft van de bandbreedte gebruikt van H.264 en anderzijds dat Ultra HD-video kan worden opgeslagen en getransporteerd met identiek of slechts beperkt meer bandbreedte dan Full HD met H.264.

Hoewel er geen directe relatie bestaat tussen de Ultra HD resolutie en de HEVC codec, is het wel zo dat de nieuwe codering met name voor de nieuwe resolutie zal worden ingezet. Zo gebruikt Netflix HEVC voor haar recent gestarte 4K streaming-dienst. Zodra HEVC is ingeburgerd zou het ons niet verbazen als het ook voor Full HD of video met nog lagere resolutie zal worden toegepast, al is het maar om bandbreedte te besparen.

Op dit moment is er nog weinig video in H.265-formaat beschikbaar, met de Ultra HD programma’s van Netflix als belangrijkste uitzondering. In het illegale circuit zijn sommige groeperingen al een beetje aan het experimenteren met x265, de open-source HEVC-encoder die de veel gebruikte x264 encoder moet opvolgen. De extreem lange tijd om video met x265 te coderen maakt echter dat het nog geen storm loopt. Voor TV-zenders of optische schijven als Blu-ray bestaan er vooralsnog geen op HEVC-gebaseerde standaarden.

Op dit moment bevindt HEVC zich dus nog in de marge, maar je mag er rustig van uitgaan dat dat de komende jaren gaat veranderen. Het is dus geen gekke gedachte om er alvast rekening mee te houden als je nu een HTPC gaat bouwen. Eén uitdaging: er zijn nog geen PC GPU’s met een H.265 decoder aan boord. Dat betekent dat het altijd op de CPU aankomt om video te decoderen.

Pittige kluif

Wij testten een drietal via HEVC gecodeerde bestanden. Allereerst één uit het minder legale circuit, om de geschiktheid voor x265-gecodeerde video in kaart te brengen. Onder naam ‘x264fall’ (geen typo) zwerft er een op x265 gebaseerde versie van de film Skyfall rond. Het is een hercodering van de Blu-ray, Full HD met 24 fps dus.

De Core i3 4330 heeft weinig moeite met het decoderen: gemiddeld meten we zo’n 27% CPU-belasting. De Core i7 4770K doet het helemaal met gemak, met gemiddeld 13% belasting. Ook het Kaveri-systeem speelt de film probleemloos af met gemiddeld 33% CPU-belasting. Daar blijft het ook bij: de goedkopere platformen blijken stuk voor stuk niet snel genoeg en hebben alle een gemiddelde CPU-belasting van boven de 70%, met haperende videobeelden. Bij AMD AM1 gaat het nog redelijk en valt het schokken nog mee, de Celeron 1037U en de Celeron J1900 schieten echt tekort. Bij de Tears of Steal 1080p HEVC variant, gecodeerd met een referentie H.265 encoder, zien we vergelijkbare resultaten.

De nieuwe codec zal primair ingezet worden voor Ultra HD content. De Tears of Steal film hadden we voor deze test ook beschikbaar in 4K-resolutie (2160p) met HEVC-codering. Daarover kunnen we heel kort zijn: van de geteste platformen speelt enkel de Core i7 4770K deze goed af, met zo’n 49% CPU-belasting. De Core i3, AMD’s Kaveri en zeker ook de goedkopere platformen schieten alle boven de 97% CPU-belasting, wat resulteert in een diashow.

Alle testresultaten in tabel

In onderstaande tabel zijn alle testresultaten eenvoudig terug te vinden.

Losse videokaarten

PlatformNvidia VP6Nvidia VP5AMD UVD 4.xAMD UVD 4AMD UVD 4.x
Gebruikte CPU Intel Core i3 4330 Intel Core i3 4330 Intel Core i3 4330 Intel Core i3 4330 Intel Core i3 4330
Gebruikte GPU Nvidia GeForce GTX 750 Nvidia GeForce GTX 760 AMD Radeon R7 260X AMD Radeon R7 270X AMD Radeon R9 285
Monitor aansturen           
Ultra HD / 4K resolutie 60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz
24 Hz geschikt Ja Ja Ja Ja Ja
Hardware decoding
H.264 / AVC - 1080p24/30 Ja Ja Ja Ja Ja
H.264 / AVC - 1080p60 Ja Ja Ja Ja Ja
H.264 / AVC - 2160p24/30 Ja Ja - - Ja
H.264 / AVC - 2160p60 Ja Ja - - Ja
H.265 / HEVC - 1080p24 - - - - -
H.265 / HEVC - 2160p60 - - - - -
Gemiddeld CPU-gebruik           
BBB - AVC 1080p60 7 % 7 % 8 % 8 % 4 %
BBB - AVC 2160p30 6 % 6 % 25 % 25 % 4 % *
BBB - AVC 2160p60 8 % 8 % 51 % 51 % 4 % *
Skyfall - HEVC (X265) 1080p24 n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t.
ToS - HEVC 1080p24 n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t.
ToS - HEVC 2160p24 n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t.
Post processing (Full HD)           
Deïnterlacing ++ ++ ++ + ++
2:2 / 3:2 pull down ++ ++ ++ ++ ++
Ruisonderdrukking ++ ++ ++ ++ ++
Verscherping ++ ++ + + +
Contrast verbetering ++ ++ ++ ++ ++

* = Geen hardwarematige decodering met MPC-HC, wel met Cyberlink PowerDVD 14.

CPU's met geïntegreerde GPU

PlatformIntel Haswell Core i3Intel Haswell Core i7Intel Ivy Bridge Celeron UAMD KaveriIntel Bay TrailAMD AM1
Gebruikte CPU Intel Core i3 4330 Intel Core i7 4770K Intel Celeron 1037U AMD A10-7850K Intel Celeron J1900 AMD Athlon 5350
Gebruikte GPU geïnt. geïnt. geïnt. geïnt. geïnt. geïnt.
Monitor aansturen           
Ultra HD / 4K resolutie 60 Hz 60 Hz - 60 Hz - 60 Hz
24 Hz geschikt Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Geschikt voor afspelen           
H.264 / AVC - 1080p24/30 Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW)
H.264 / AVC - 1080p60 Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW)
H.264 / AVC - 2160p24/30 Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Ja (SW) Nee Nee
H.264 / AVC - 2160p60 Ja (HW) Ja (HW) Ja (HW) Bijna Nee Nee
H.265 / HEVC - 1080p24 Ja (SW) Ja (SW) Nee Ja (SW) Ja (SW) Bijna (SW)
H.265 / HEVC - 2160p60 Nee Ja (SW) Nee Nee Nee Nee
Gemiddeld CPU-gebruik           
BBB - AVC 1080p60 7 % 3 % 13 % 4 % 5 % 10 %
BBB - AVC 2160p30 6 % 2 % 5 % 35 % 90 % 76 %
BBB - AVC 2160p60 7 % 4 % 6 % 80 % 94 % -
Skyfall - HEVC (X265) 1080p24 27 % 13 % 90 % 33 % 70 % 74 %
ToS - HEVC 1080p24 21 % 11 % 74 % 28 % 58 % 68 %
ToS - HEVC 2160p24 97 % 49 % 97 % 97 % 97 % 98 %
Post processing (Full HD)           
Deïnterlacing ++ ++ + + + +
2:2 / 3:2 pull down ++ ++ ++ ++ ++ ++
Ruisonderdrukking + + + ++ + ++
Verscherping + + + + + +
Contrast verbetering + + - ++ - ++

Conclusie

Wie nu een HTPC wil samenstellen die op de toekomst is voorbereid, moet concluderen dat de componenten daarvoor nog niet bestaan. Zolang HDMI 2.0-ondersteuning en hardwarematige H.265 decoders nog niet aan (geïntegreerde) GPU’s zijn toegevoegd, blijft het behelpen. De enige optie is dan een systeem met zeer krachtige CPU – zoals een Intel Core i7 – gekoppeld aan een TV met DisplayPort. Maar zo’n Core i7 systeem is natuurlijk lastig om goedkoop, zuinig en stil te houden, drie basiseisen voor een HTPC.

Laten we het Ultra HD verhaal even voor wat het is, dan komen er meer platformen in zicht. Wil je Full HD HEVC-content kunnen afspelen, dan raden we toch aan een krachtiger CPU te nemen, zoals een Intel Haswell Core i3 of AMD Kaveri. Deze zijn niet alleen qua prijs aan elkaar gewaagd: ook qua prestaties vanuit HTPC-oogpunt gaan ze gelijk op. De postprocessing is bij AMD misschien iets beter, gemiddeld kunnen we het een gelijkspel noemen.

De vraag is natuurlijk of we ook met de goedkopere platformen nog een goede Full HD HTPC kunnen bouwen. De Celeron 1037U viel ons al in positieve zin op tijdens onze XBMC-test en zoals nu blijkt doet het nog goedkopere Bay Trail platform er op dit vlak eigenlijk niet voor onder. Sterker nog, qua HEVC-ondersteuning presteert de quad-core Celeron J1900 zelfs nog iets beter dan de dual-core Celeron 1037U. AMD’s AM1 platform blijkt ook prima geschikt voor het bouwen van een simpele en goed werkende HTPC. AMD biedt dan wellicht iets meer en betere postprocessing, maar als je daar geen prioriteit aan geeft, heeft Bay Trail als voordeel dat het minder stroom verbruikt bij het afspelen van video.

Ten slotte nog even de losse videokaarten: met al het werk dat AMD en Nvidia de laatste jaren hebben verzet zijn de verschillen klein, maar toch mogen we concluderen dat Nvidia haar videotechnologie het best op orde heeft, met de beste deinterlacing, beste andere vormen van postprocessing en ondersteuning voor H.264 in 4K-resolutie, wat AMD enkel bij haar nieuwste Tonga GPU biedt.

0
*