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无愧HD之名!ATI RV6xx UVD技术全解析

高清争夺战打响，AVIVO HD高清多面手出击！

不知道你是否认识到，高清视频的流行已经是毋庸置疑的事了！作为一个重要的播放平台，PC（包括笔记本电脑）的高清播放能力也将成为重要的评估价值。现在看来，处理器已经很难继续独立担负这个任务的了，至少在未来1～2年内，处理器的效能极可能跟不上高清播放的需求，非常需要显卡的硬件解码能力来帮忙。

◆ ATI Radeon HD 2000系列视频播放引擎改进巨大

    前不久刚刚发布的一批新的DX10中端显卡产品，让H.264高清规格视频的播放瞬间变成了一个简单工作，也让消费者对于可硬件解码高清视频的显卡关注度骤然上升。而长期在多媒体视频画质方面留下良好口碑的ATI，因为R6xx系列——也就是Radeon HD 2000系列（以下简称HD 2000）显卡的推迟发布，使其规格和功能始终是个未知数。特别是HD 2000系列在高清播放方面的能力，让无数ATI产品的爱好者们始终在关注着，不过谜底今天就将全部揭开。

    首先可以明确提醒大家，ATI此次在HD 2000系列产品设计上，高清方面的改进绝对是更大的，并且非常是巨大，甚至可以说超出我们的预料。

    此次ATi将全新的视频加速引擎称之为UVD（Universal Video Decoder，通用视频解码器）。总体来说ATI的UVD引擎在高清播放和实际应用方面有其更为出色和领先的特性，这也是我们撰写本文的原因。关注高清播放，或者是喜爱ATI产品的消费者，都一定不要错过本文，我们会着重介绍UVD不同于其他视频引擎的新特性。

◆ 近期技术测试类高清文章全面回顾

    近期我们推出了很多高清视频方面的文章，对于高清并不算了解的读者，我们推荐您可以参考一下之前的技术测试类文章，对于高清视频的播放要求，以及ATI、NVIDIA视频引擎的区别会有更深入的了解。

    → 《让我们征服深蓝！顶级高清全面测试》——包括高清基础介绍，还有处理器、GeForce6、7系列、ATI X1000系列显卡对高清回放的全面测试。

『AVIVO HD全面出击，竞争延续到高清播放』

◆ ATI Avivo HD特性总览

    前文我们已经提到，ATI的新产品已经晚于竞争对手发布，如果没有领先竞争对手的技术，很可能造成市场的被动。不过值得庆幸的是，通过我们获得的资料来看，ATI的UVD引擎确实具备更加领先的技术。实际上，ATI为满足消费者不断增加的多媒体视频、音频需求，不只是增加了UVD视频解码引擎，还包括数字音频功能等等，ATI将其通称为Avivo HD，下面我们先来看一下ATI Avivo HD的特性总览：

    1、Avivo HD支持全部HD DVD/蓝光DVD纯硬件解码加速，这就是指明了，ATI在Mpeg2、VC-1、H.264解码方面都具备纯硬件解码的能力。
    2、Avivo HD将覆盖全部价位的产品，这里当然是指低端消费者也能享受到高清播放的硬件解码。对于高清播放来说，低端用户对这方面的需求会更高，因为往往他们的其它硬件配置更低；
    3、更低的功耗和噪音。用户总不希望观看电影的时候显卡、处理器的风扇呼呼作响，因为硬件引擎的加入，CPU和GPU的噪音和功耗都会得到更好的控制；
    4、有针对笔记本、小型机器（比如准系统）乃至HTPC平台的设计和产品，对于组建纯视频播放系统的用户是个好消息。
    5、高质量的画面、音频表现。ATI在这方面一直为消费者所称道。
    6、高、中、低端HD2000系列显卡都集成数字音频解码芯片，相当于免费赠送给消费者一块不错的数字声卡。
    7、对于HDMI接口的良好支持，以及完美融入HDCP认证。

    从特性总览看，ATI Avivo HD技术的确非常全面，尤其是还包含了数字音频，非常诱人，我们的探讨当然不会如此的浅尝辄止，下面我们就来深入的探讨一下Avivo HD的实现原理和领先技术。

随着高清风暴的来临，高清视频已经越来越受到人们的关注。高清电视信号、蓝光DVD播放机、HDDVD播放机、甚至PS3，这一切都指向了视频未来的发展道路——高清。高清视频以更高的画面分辨率，更艳丽的颜色、更多画面细节的体现，给人们带来的非凡的视觉体验，在电视节目、电影等方面都将有长足的发展。

『2006年世界杯很多国家都用高清信号转播』

『欧美日韩发达国家的高清电视信号已经普及』

    上面是来自Display Search的调查，可以看到，在2005年，北美的HDTV发展已经启动。而在去年也就是2006年，北美的HDTV接收用户已经突破了2000万，在未来的2年中，欧洲和日本的HDTV也将进入高速发展时期，预计这3个地区的用户可能会在2008年突破6000万。包括在中国很多城市，数字高清电视也已经开始试播，不久的将来同样会大面积的普及。

    显然，这些数字是非常可观的。除HDTV高清电视信号之外，包括蓝光DVD、HDDVD这些高清电影光盘，还有很多途径获取高清视频。而且对于国内更多的消费者来说，从网上下载高清的视频片源目前相对来说是比较方便的，这些更直接的对电脑的高清播放能力提出了很高的要求。

    如果你是对高清比较关注的用户，那更不用我们多说了，相信现在手上已经很可能收集了不少高清的经典电影吧。

高清视频相对于rmvb、DVD等视频采用的编码格式，对于电脑硬件要求的提升是无疑的。但是有两个问题：其一就是究竟从哪些方面进行了提升？其二是提升了多少？对于后面一个问题，我想最直观的办法是查阅我们之前的文章，我们在第一页已经给出了相关的连接。

    简单的来说，目前任何一台主流电脑或者说哪怕几年前的电脑，播放之前所有的标清视频都没有任何问题。而高清视频中，Mpeg2高清编码的视频要求最低，VC-1编码的视频其次，而要求最高的H.264高清视频很多主流电脑都无法流畅播放，哪怕是1000元以上的处理器，配合主流的Geforce 7系列、Radeon X1000系列显卡的硬件加速，CPU的占用率也在50％以上。而且这个数值是无法大幅度缩减的，即便处理器的价格上升到2000元，也许只能降低10％，因为没有硬件解码的协助，高清播放是无法从根本上解决速度问题的。

    现在来说说第一个问题，就是高清视频究竟从哪些方面提升了要求：

    （一）首先便是视频流量的加大。这是最为直观的一个提升元素，我们可以参照下面的表格，表格中只是简单的提出了“视频源”的流量对比，但其实高清视频的“不同格式”更为决定了流量的不同。

    可以看出，DVD视频,也就是Mpeg2视频的流量只有约9.5Mb/s，但是最高的蓝光DVD可以达到40Mb/s，提升了4倍以上，无疑这是硬件配置提升的一个主要原因，因为需要处理的数据量增大了很多。

    （二）其次便是编码格式的复杂度。我们知道每种编码格式都有其自身的算法，优秀的算法可以将视频压缩到更小的体积，但是还原这种算法却需要更强的计算能力。H.264高清编码格式就是典型的代表。也许有些读者会碰到一些高清视频，但是播放要求并不高，那可能它就是采用一些简单的算法，比如Mpeg2的高清编码格式，但是遇到类似H.264编码格式，就会出现无法流畅播放的情况。

    现在看来，H.264因为优秀的算法取得了广泛的支持，它的算法虽然复杂，但是能获得最高的压缩同时视频细节损失很小，因此想要在未来流畅的播放高清视频，H.264编码视频是必须通过的一个考验。当然我们也不能忽视VC-1编码，它是微软力推的编码格式，也受到了广泛的支持，其要求虽然略低，但同样造成了目前很多主流电脑的“播放困难”。至于Mpeg2高清编码，其要求很低，未来发展的前景也不突出。

    （三）最后，就是一些高清影片的辅助问题。主要是内容保护和连接线等问题，这些都是不能忽视的。也许目前大家都从网络上下载高清视频，但是高清视频都是几十GB的容量，下载非常困难，今后采用光驱播放是比较简单的办法，但是高清光盘受到了更严格的保护，如果你发现你的硬件（比如今天探讨的显卡）不能很好的支持高清保护功能，那么将是十分郁闷的事情。

『有些问题不能忽视，比如连接，HDMI体积更小还整合了音频』

    从上面的几点看，连接线是需要考量的一个重要方面，HDMI是高清视频最佳的连接方式，但是在电脑上实现并不是很容易，因为HDMI是整合视频和音频的输出方式，显卡一般只负责处理视频方面的部分，如何很好的融合音频，并达到更为简便的输出方式是一个问题，下文我们会详细讨论相关的问题。

    而第二点，也就是编码格式的复杂度可能是最难理解的部分，请读者随着我们的思路进入下一页，来看看高清视频的播放（就是解码的部分，也可以称为编码的还原）究竟分哪些步骤，这些步骤哪些对系统的要求更高！

高清编码的处理一般分为几个步骤，每个步骤会完成相应的任务，而解码的时候也会存在这些步骤，从而达成影片的顺利播放。这些步骤都会被执行（也许个别步骤可以省略，但是主要步骤都会存在），但是处理这些步骤的配件可能不同。电脑上，自然是CPU和显卡这两个配件来执行，我们播放高清影片导致的不流畅大都是因为CPU占用率过高，原因就是CPU处理了大部分步骤或者负载很高的步骤，显卡能解决的问题就是它来承担这些负载很高的步骤，从而释放了CPU的负担。

    我们知道，前一段时间NVIDIA发布的DX10中端显卡在播放H.264规格高清影片之所以非常流畅，就是因为它的核心中集成了BSP和VP2引擎，而BSP和VP2引擎实现了解码关键阶段的处理，从而释放了CPU的负载，达成了影片的流畅播放。而这一点CPU要做到就很难，因为CPU作为通用处理器，进行视频加速这类事效率有限，但是显卡却可以直接硬件集成视频加速的引擎，从而达到极高的功效。

    那么究竟高清编码的步骤有哪些，哪些又是负载最高的部分呢？就H.264视频而言，分为四个主要部分（见下图）。图中的四个方块基本就是H.264解码的四个最主要步骤，也是资源消耗的主要四个部分，其中又以第一步的“CAVLC/CABAC解码”最为消耗运算资源，这方面远高于其他三步（简单的说，CAVLC/CABAC是H.264编码规范中两种不同的算法，都是为了提高压缩比，其中CABAC比CAVLC压缩率更高，但解码时自然也要求更高）。

『H.264解码流程图，其中第一个流处理部分最为消耗硬件资源』

    其它编码格式与H.264类似。我们下面来看看主流的3种编码格式，包括Mpeg2、VC-1、H.264的解码流程对比（见下图）。可以看出，几种编码格式还是有不少区别的，这也是造成几种编码格式要求不同的原因，H.264编码格式最为复杂，因此系统要求最高，VC-1略有降低，但是也比Mpeg2高得多。

『3种主流高清视频编码格式流程对比，还是有不少区别的』

    那么究竟哪个步骤最为消耗CPU占用率呢？下面的测试对比应该最能说明问题（见下图）。对比的视频包括Mpeg2和H.264（AVC），其中上面我们讲到的四个步骤都有涉及。显而易见，“流处理”是所有编码格式中最为消耗处理器运算的部分，但是Mpeg2视频的这部分还并不会造成很大的困扰，因为CPU的占用率还不到2％。

『不同步骤的CPU占用率对比，显然H.264编码的“流处理”要求最高』

    但是对于H.264来说，问题就出现了，20Mb/s编码率的视频流处理过程就会达到26.5％的CPU占用率，加上别的处理达到48％的总CPU占用率；40Mb/s的高编码率视频更为夸张，流处理的过程上升极快，达到了47.8％，加上别的处理，总CPU占用率突破70％。

    上文已经提到，这四个步骤的处理配件不同，主要是CPU和显卡。在之前，CPU因为处理了更多的步骤，所以占用率高居不下，因此如果显卡能承担越多的解码步骤，CPU就能释放更多的负载，以保证视频播放的流畅。

    下图很好的说明了问题。如果显卡不承担任何步骤（图解第一行），那么CPU占用率很高，甚至根本无法流畅播放；在NVIDIA的Geforce 7或ATI的X1000系列的大部分显卡上，都能实现后两个步骤的解码处理（图解第二行），CPU因此获得了部分解放，但是对于比较关键的、负载最大的“流处理”，早期的显卡都还没能实现，所以CPU占用率有所下降，但是仍然偏高。

    通过具有H.264硬件解码引擎的显卡，就可以共同完成H.264编码的全部4个处理步骤（图解第三行），这就是它们能让H.264高清视频播放的CPU占用率大幅度下降的根本原因（注意，仅限于H.264编码）。既然显卡完成了所有的高清解码处理，那么CPU自然就空闲了。所以我们提出一个明确的概念，那就是早期的显卡只是具备了“部分硬件解码”，而现在的显卡才实现了真正的“H.264完全硬件解码”。

    那么ATI的HD 2000系列显卡呢？它同样可以实现“高清完全硬件解码”，而且不仅限于H.264，还包括了也很重要的VC-1，这是它最为突出的优势之一。

上面我们对于高清解码4个步骤已经讲述完毕。近期在高清论坛“思路”上，恰好看到版主Orbitlee的一个发贴，从另一个角度论证了这4个步骤对硬件要求的高低（Mac：O版在这个贴子中还特别注明引用了我们之前文章中的H.264解码流程图来加以说明，我们也很高兴和他互相交流）。在本页，我们也部分引用Orbitlee撰写的几段内容，以H.264编码格式作为代表，来讲解这个问题。

    论证的数据来自微软DXVA 2.0标准，VA（Video Accelerator）字面意思为显卡的硬件加速。DXVA则是微软制订的接口规范，显卡硬件支持DXVA规范，不代表就实现了里面所有的功能，所以微软的DXVA 2.0标准就为显卡的硬件解码加速能力分出了不同的档次。

    档次区分的标准是显卡能实现硬件解码能力的差异，就是上面我们所说的4个解码步骤，能实现的步骤越多，显卡的级别也就越高。下图我们截取自微软的官方网站，可以看出，显卡对于H.264解码的能力被分为了A～F共6个等级，其中A为最低，F为最高。

『微软DXVA 2.0显卡分级官方网站介绍』

    硬件加速级别从高到低的顺序为：VLD(bitstream流处理) > IDCT(帧内编码) > MoComp(帧间编码) > PostProc(显示后处理，比如去码滤波操作)。

    其中VLD加速包含了IDCT，MoComp和PostProc（上文所讲的全部4个步骤）；IDCT加速包含了MoComp和PostProc（上文所讲的后3个步骤）；MoComp加速包含了PostProc（上文所讲的后2个步骤）；PostProc只有自己（上文所讲的最后1个步骤）。

『微软DXVA 2.0显卡分级标准（H.264部分）』

    对于H.264，还有一个FGT（Film Grain Technology）的额外技术，所谓胶片感，也就是影片中的颗粒感觉。未来的H.264编码器将会有FGT的开关选项，比如针对录像摄影素材则将FGT关闭，而对于胶卷摄影，出于胶卷的特性则将FGT打开，以保持特有的颗粒信息。而在影碟机一方，其解码器将识别颗粒信息，并在噪音滤波器中应用到H.264的视频流上。

    好了，说到这里，我们已经可以对显卡制订级别了。按微软DXVA 2.0标准，X1000系列的支持H.264解码加速的显卡级别应该是“D”，当然，根据资料，ATI HD 2000系列的级别应该是最高的“F”。

    至于VC-1方面，ATI HD 2000系列则是最高的“D”（VC-1标准为A～D四个级别）。这一点我们会在下文继续讨论，感兴趣的读者可以参考微软DXVA 2.0标准原文，为自己的显卡打打分。

    微软DXVA 2.0标准从另一个侧面反映了解码4个步骤不同的重要性，其中VLD也就是“流处理”能力的地位最高，能处理VLD的显卡也就能处理全部4个步骤，这也是因为“流处理”的硬件要求最高，另一个角度证明了“流处理”对于CPU占用率之高。

下面我们将详尽讲解ATI HD 2000系列所搭载的AVIVO HD技术究竟有哪些高明之处，也就是UVD引擎究竟带来了哪些提升。如果您已经读懂了前面几页的内容，那么后面内容的理解将会十分轻松。

    前文我们已经详细的讲解了高清视频播放时对高清视频流解码的4个主要步骤，也讲到了，因为上一代显卡仅仅实现了部分硬件解码步骤，而且是要求较低的后2个步骤（动态补偿和去块处理），所以上一代显卡在高清播放方面仍然存在很大的局限性，主要包括：

    1、当前的显卡无法实现高清解码中对系统性能消耗最重步骤——流处理的硬件解码，因此即便高档的处理器也只能达成勉强的流畅播放，CPU占用率会很高，播放高清视频的时候对CPU的依赖过于严重，否则就会造成视频的不流畅；
    2、低档显卡没有任何高清硬件解码能力或者和上述情况相同，但是低档显卡配合的处理器一般反而同样比较低档，所以就更根本无从去流畅播放要求较高的高清视频；
    3、基于上面两个理由，在没有纯硬件解码能力的系统上播放高清视频时的系统功耗、噪音是巨大的，因为CPU长期处于高负荷，这一点是很容易理解的。

◆ ATI UVD引擎视频全部接管VC1与H.264解码过程

    ATI HD 2000系列让上述情况有所改变，UVD引擎的加入让一切有了质的提升，我们来看看下面的示意图。看过前几页的内容，您应该已经十分清楚了，下图方框中的文字表明了高清解码的4个步骤。

『ATI UVD引擎高清硬件解码的流程图』

    图中上半部分是VC-1编码格式的整个过程，下半部分是H.264编码格式的整个过程，两者基本相同，但是在算法的应用上，H.264的更为先进，因此硬件需求也更高。

    UVD引擎包办了所有的4个步骤，换句话说，UVD引擎已经完成了高清解码的全部任务（包括H.264和VC-1两种编码格式），CPU在高清解码上不需担任任何处理，所以CPU占用率会大幅度下降，影片播放也会非常流畅。

    同样，我们也对比一下AVIVO HD技术与之前的AVIVO技术以及完全的CPU软件解码运算进行比较。十分明显，AVIVO HD技术，也就是HD 2000系列显卡搭载的UVD引擎,确实理论上可以承担了更多的硬件解码任务。虽然ATI上一代X1000系列显卡中GPU也可以承担一部分解码工作，但是由于关键的流处理部分的解码工作还是有CPU来完成的，因此对于降低高清播放时对CPU的占用率的作用有限。同时上一代X1000系列显卡仅支持H.264的解码工作，而VC1的解码还必须由CPU来完全承担。

    这样来看,有了UVD引擎后，对于HD DVD和蓝光DVD上所采用最多的VC1和H.264编码视频,就可以都由显卡来负责运算，从而大幅度的降低CPU的占用率。

说到这里，我们也该和其他类型的高清硬件加速技术做个对比。前面的文章如果你看过了，就会对PureVideo HD增强型技术有一个大致的了解。PureVidoe HD增强型技术最主要的部分就是相对之前的PureVidoe HD增加了H.264的全硬件解码，这个解码的处理过程是由集成在GPU内部的BSP引擎来完成的。

上图可以比较清晰的说明，ATI HD 2000的UVD引擎和其他加速引擎的区别

    相似的地方：可以看到，新一代的显卡中，包括ATI HD 2000，都达成了H.264高清解码4个过程的全部处理，也就是承担了高清解码的全部任务，完全释放了CPU。

    不同的地方：

    UVD引擎可以实现包括H.264和VC-1两种格式的全解码过程。现有的所有显卡只能实现H.264的解码全过程，而VC-1则不支持全过程硬件解码，也就是不能完成VC-1解码第1个步骤，即要求最高的“流处理”过程。具有UVD引擎的ATI HD 2000系列都可以完成纯硬件的VC-1解码。

    至此，ATI UVD引擎的优势已经表露了出来，那就是比的对于目前主流蓝光和HD DVD光盘的视频编码格式H.264和VC-1的解码都做到了硬件解码。

ATI的想法显然更为全面，我们总结出三点可能出现的优势：

    第一，VC-1解码的要求虽然比H.264低，但也不是像DVD那样几乎没有要求，目前还没有显卡可以对VC-1中要求最高的“流处理”过程进行硬解码，因此VC-1的解码速度提高很小，可能会成为一部分现阶段用户购买显卡的最大心理障碍。虽然新装机的大部分用户一般不必担心，因为处理器不会太差，但的确可能会造成升级用户更愿意购买HD 2000显卡的结果。

    第二，现有的一些显卡虽然可以实现VC-1播放的部分硬解码，而且一般情况下也能达到流畅解码VC-1的要求，但是毕竟相比全硬件解码是有区别的，无形中会造成功耗的上升。

    读者可以想像一下，50％的CPU占用率仍然能保证视频播放的流畅，但是如果换成硬件全解码，占用率可能只有5％（这个数字可不是凭空想象，看过之前测试的读者肯定还有深刻的印象），看同样一部VC-1编码的影片，使用ATI的显卡很可能更省电（GPU使用硬件解码的功耗很低）。退一步讲，就算台式机还好，但是笔记本呢？可能在旅途中，全硬件解码的系统让你看完了整部VC-1编码的高清电影，但是非全解码的系统在影片的高潮时没电了……

    第三，空闲的CPU占用率真的没有用吗？事实并非如此，我们播放视频的时候很可能进行一些其它操作，比如一些交互动作：暂停、慢放、快放，或者记录保存视频的某些片断，甚至双显示器输出，一个人看高清电影，另一个人工作、聊天，这些都会导致CPU占用率的提升，那时候全硬件解码的优势就体现了出来，毕竟CPU占用率越高，你操作其它动作的可能性就越低。

除了在VC-1全解码方面的优势，ATI HD 2000系列还有一个特色的地方，那就是它的核心集成了一个HD音频的处理器，可以直接处理高清视频中音频部分的解码和输出功能。HD 2000为什么要集成一个音频处理器，为什么不利用现有的声卡呢？我们先从HDMI接口谈起。

    HDMI（High－Definition Multimedia Interface）又被称为高清晰度多媒体接口，是首个支持在单线缆上传输，不经过压缩的全数字高清晰度、多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。

『HDMI的优势就是连接简单，画质出色，并集合了视频音频两部分』

    HDMI一条线就能支援数码视频和数码音频的输出，以无压缩技术传送全数码信号，最高传输速度是3.95Gbps，并支持八声道96kHz或单声道的192kHz数码音频传送。只用一条HDMI线接驳，免除数码音频接线，接驳线的长度限制比DVI少，一般20米以上也不会影响画质，可说是兼容优质的声画表现。

    HDMI组织由日立、松下、飞利浦、索尼、汤姆逊、东芝和Silicon Image七家公司联合组成，有强大的厂商后盾。而因为HDMI具有的以上种种优点，它已经成为高清设备的主要连接方式，目前推出的HDTV基本全都配备HDMI接口，大尺寸的电脑平板显示器同样有类似的流行趋势。

    不过，在电脑上接驳HDMI接口和家用播放机还是有差别的。家用播放机是同时处理视频和音频的，你只要将连接线插到家用播放机上的HDMI接口上，再连接HDTV端就一切OK了。电脑处理的情况就要复杂很多，虽然视频和音频也是同步处理，但却是通过不同的配件来实现，显卡输出视频，声卡输出音频，两者因为源于不同的配件，所以想要同步就可能出现问题。

    现有的HDMI接口显卡都存在这样的问题，如果你想要使用HDMI接口，那么就只能再从主板的集成声卡上输出一根数字音频连接线连接到显卡上，或者从独立声卡上引出一根数字音频连接线连接到显卡上，不免有些麻烦。

『现有HDMI接口显卡音频的输出方式（采用主板集成声卡）』

『现有HDMI接口显卡音频的输出方式（采用独立声卡）』

    上面两张图片是这两种情况的示意图，都需要另外的数字音频连接线，增加了线材的连接复杂程度，降低了可靠度，有可能出现兼容问题（Mac：我的一位朋友，采用这种方式连接，很不幸，HDMI输出给日立等离子电视后，没有声音，被迫另外接驳模拟音箱播放声音，至今深感遗憾，痛苦不已）。

    说到这里，可能有的读者已经明白了，在ATI HD 2000系列显卡上，由于集成了数字声卡，所以用户需要输出HDMI信号连接相应的显示设备，就不再需要从主板或者声卡上引线线到显卡上，直接利用显卡上集成的数字声卡处理音频，自动从HDMI接口输出数字音频，大大给用户的使用提供了方便。

『现有HDMI接口显卡都包含一个数字音频的输入接口』

    上图是一款在售的集成HDMI接口的显卡，可以看到，除了HDMI接口，最左侧还有一个数字音频的输入接口，就是用来连接声卡的数字音频输出，从而才能达成视频音频的统一，从HDMI接口中同步输出。

『HD 2000系列因为集成了HD音频处理器，所以免去了额外的连线』

    上图是HD 2000系列显卡的输出模式，因为显卡本身集成了HD音频处理器，所以视频音频可以同时处理，不需要再另外引入数字音频信号，供HDMI接口输出。

『HD 2000只需要一个DVI-HDMI的转接头，其中包含音频部分』

    看一下上面的实际照片，是不是变得十分简单，一个转接头DVI-HDMI转接头就能实现，大大简化了连线的复杂度。

    我们探讨的是采用HDMI接口的情况，因为HDMI具备的高画质、简单连接、长度更宽松等优点决定其今后使用的广泛性，如果你执意使用DVI+音频输出的模式也未尝不可。HD 2000系列提供了这个功能，就是让用户有了更好的选择，而这一点在其它产品上还不能实现。

    最后，我们来介绍一下HD 2000系列集成的HD音频处理器的规格，它支持AC3（5.1）规范的Dolby Digital和DTS编码格式，支持32kHz、44.1kHz、48kHz的16-bit音频流，对于Vista和WinXP操作系统都有很好的支持，音频规格能够满足主流高清需求。可以说，HD 2000显卡上提供的HDMI输出已经是目前相对完善的解决方案。

看过前面的介绍以后，你对AVIVO HD在数字音频上的功能大致上已经有了一个了解，下面我们就来看一看在实际操作中，HD 2000系列的显卡是如何工作的。

    由于ATI在显示核心中增加了数字声卡单元，所以这是一个新的硬件设备，如果用户在Windows XP下想使用显卡集成的数字声卡，那么你必须安装上声卡的驱动。当然ATi在整个显卡的驱动包中已经整合了，用户不必为此发愁。如果你使用的操作系统是VISTA，那么就更方便了，因为VISTA系统本身就可以识别HD 2000系列显卡上的数字声卡，不再需要用户安装驱动。

    下面是Windows XP下安装HD 2000显卡驱动时的状况，你可以看到在安装过程中新的HD Audio声卡被识别出来，现在就获得了一块ATI免费“赠送”的数字声卡。

『HDMI Auadio驱动在按照显卡驱动的同时进行』

『当然XP下仍然需要按照HD Audio设备所需的补丁』

『识别出来ATI AA01 HD Audio设备』

    安装过程不在重复叙述，下面看看设备的识别情况。

◆Windows XP下对HD 2000系列显卡中的HDMI音频设备的识别

    接着我们同时试验了Windows VISTA操作系统，打开音频属性，你可以看到除了主板原有的集成声卡中的HD Audio设备外，又多了一个名为Digital Output Device(HDMI)的设备。你可以在控制面板中设置，想使用哪一块声卡来播放电脑中的音频信号。

HD 2000显卡中集成的数字声卡设备名称中有一个“HDMI”的标识，同时其图标页是一个平板数字显示设备，这个数字音频设备是HDMI输出时专用的。假如你想使用显卡的HDMI的输出功能（在DVI输出头上加一个HDMI转换头），OK，它就派上用场了。

    控制面板中选择了Digital Output Device(HDMI)作为当前默认工作音频设备，这时，你在操作系统下的任何音频处理都交到这里处理，而HDMI输出时也就同时输出了数字音频。

    连接好你的HDMI显示设备，象HDMI的显示器、液晶电视、等离子电视或者背投电视，你就可以享受数字音视频的高质量信号了。

    在Digital Output Device(HDMI)设备的控制面板中，用户可以进行一些详细的设定：DTS、Dolby Digital、WMA Pro三种数字音频解码，HD 2000中集成的数字声卡都可以良好的支持。

    在任务栏的音频控制面板中，调节一下HD 2000系列显卡中的数字声卡，一样方便。

   Mac：HD 2000系列显卡中的数字声卡还不能支持Dolby HD和DTS HD等一些必须由HDMI输出的新的高清音频标准，不免让人遗憾，不知道未来能否通过升级驱动实现。根据我们的理解，ATI在HDMI音频方面的设计是经过一定考量的，他更多的是为了给大众用户提供连接的方便性。对于渐渐普及的HDMI显示设备来说，HDMI的使用率越来越大，但不一定大多数人都需要极高品质的音频信号，因此HD 2000系列目前还是以能满足大多数人的需求为目的来实现它。

除了高清视频播放速度的保证，画质也是不可或缺的一部分，虽然高清视频已经凭借更高的分辨率获得了优异的画面效果，但是后期处理能让高清视频的画质锦上添花。

    HD 2000系列除了UVD引擎用来解码高清视频，还配备了一个名为AVP的引擎来专门进行视频的后期处理。处理的主要功能包括比例缩放、反交错处理、色彩增强等等。

    在画质方面，ATI显卡一直保有很强的优势，这一次也不例外，AVP引擎专门针对高清编码视频进行了优化，从而改进影像质量。

    例如，降低影像锯齿与画面波纹，改善按比例缩放来源影像后引起的锯齿及毛边等等。此外，通过强化讯号来源，自动调整影像的亮度及对比度；采用12-bit转换器，减少转换时的资料损失，硬件去噪声可以呈现更纯净的画面。简言之，令画面色彩更鲜艳，更细致，更清晰，更锐利。

◆ HD 2000集成HDCP数字内容保护

    还有一个不能忽视的问题，那就是HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection）数字内容保护，它是英特尔开发的为HDMI提供高带宽数字内容保护的解码技术，HDCP是一个防止数字内容盗版的加密技术，如果软件和硬件其中之一不支持HDCP，那么我们就无法读取数字内容。下一代的蓝光和HD-DVD都将执行HDCP标准。

    如果不能支持HDCP的话，那么你将无法正常播放高清视频，或者分辨率不足，或者画面有干扰，甚至黑屏，使得盗版的影音资源无法得到准确地播放和满意的效果。简而言之，只有支持HDCP技术的设备才拥有高清数字所需要的加扰、解扰算法和技术，才能进行高清晰度的播放和显示，否则就会出现无法显示的内容或低质量的画面。

    上述内容可能大部分读者都早已经明白，HD 2000系列的亮点也不在此，它的最大改进就是：它将HDCP密钥列表（HDCP keys table）集成到了核心的ASIC中，而不是像早先的显卡那样集成在一个额外的ROM当中。

    说到这里，我们要再次解释一下HDCP的工作原理，用最简单的语言说就是：支持HDCP保护技术的播放设备或是显示设备上，均会拥有一个独一无二的HDCP密钥(Secret Device Keys)，密钥会被发送到接收端检测其合法性，为了应对密钥泄漏的情况，HDCP特别建立了“撤销密钥”机制，每个设备的密钥集KSV值都是唯一的，HDCP系统会在收到KSV值后在撤销列表中进行比较和查找，出现在列表中的KSV将被认做非法，导致认证过程的失败，这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新。

    在此前的显卡中，这个HDCP密钥列表的数据被存储在一个专有的ROM中，一颗ROM芯片的成本其实微不足道，但是厂商要为产品打上HDCP的Logo，则需要支付高达15000美元的认证费用，因此成本增加不少。其实这部分信息完全可以存储在显卡的核心当中，但是限于图形核心的设计早已经完成，所以早期支持HDCP的显卡都需要板载一颗ROM来实现这个功能，成本的增加自然也是无法避免。

『早期支持HDCP的显卡核心有“-H”的标示，并且必须板载密钥ROM』

    打个比方，早前的X1000系列显卡完全可以支持HDMI接口，但是做到的厂商却很少，原因就是数字输出需要HDCP认证，HDCP认证就需要在显卡上板载额外的ROM，就要支付认证费用，直接导致显卡的成本上升。

『早期显卡支持HDMI方式的示意图，密钥被存放在额外的ROM中』

『HD 2000的示意图，密钥被存放在核心中，成本降低』

    HD 2000的改进就是,将HDCP认证密钥的数据集成到了核心当中，这样核心被卖到生产厂商手中的时候，生产厂商根本无需再考虑额外的成本问题，即可以让全部显卡都支持HDCP认证。这个方案更加可靠，显卡厂商也更愿意推出支持HDCP和HDMI的产品，间接的造福了消费者。

[总结]：AVIVO HD——先进的技术特色和功能特性更为闪耀！

◆ 支持高清全解码，UVD引擎让高清视频更为快速

ATI的UVD引擎不仅支持H.264全解码过程，还支持VC-1全解码过程，仅这一点，就在VC-1的播放上是最为领先的显卡。意义我们已经分析过了，虽然VC-1的解码要求并不高，但是更能赢得升级用户的青睐，而且功耗的降低更利于HTPC、笔记本等系统的应用。

    由此看来，虽然ATI的高清方案来的较晚，但是在解码支持上更加完整。当然，这点仍只是来自于资料的理论分析，具体实践还需要HD 2000系列正式发布后，我们的测试文章见分晓。

◆ 集成HD音频部分，HD 2000让你方便连接HDMI

    HD 2000系列的第二个亮点就是集成了HD音频处理器，让你摆脱纷繁的连线，提供更简单的HDMI输出方式。借此HD音频处理器，HD 2000可以提供两种连接方案，简单的HDMI输出，或者DVI+音频，这方面HD 2000无疑是领先的。

◆ HDCP保护融入其中，成本下降普及更快

    将HDCP密钥的列表放到核心中，有效的压缩了HDCP部分的成本，进一步降低了生产厂商的门槛，让显卡制造商更愿意将HDMI接口和HDCP显卡卖到市场上，也就是让消费者能以更低的价格买到HDCP显卡，优势不言自明。

    补充：根据我们掌握的资料，UVD引擎将集成在面向大众的Radeon HD 2400和Radeon HD 2600系列显卡上（首发的HD 2900XT暂不支持），而数字音频的功能则会在高端的Radeon HD 2900以及中低端的HD 2600、HD 2400显卡上全部实现。面向高端的Radeon HD 2900XT的发布时间是5月中旬，而中低端的HD 2400和HD 2600也将在紧跟在后，上市时间大约为6月初。

抢先预览——Radeon HD 2400显卡+HDMI实卡赏析

    我们将发布全面的Radeon HD 2000系列显卡的专题文章，敬请期待！