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.
