AV1 kodeği nedir? Ne kadar verimlilik sunuyor?

İnternet kullanımının yaygınlaştığı pandemi döneminde dünyanın internet alt yapısı zor bir sınav veriyor. 2021 yılında veri trafiğinin %70’ini temsil edecek video içerikler, üreticilerin özellikle dikkatinin yoğunlaştığı bir alan. Hazır havalar da soğumuşken sıcacık çay/kahveniz hazırsa başlayalım.

Kodek nedir?

Öncelikle kısaca kodek tanımına göz atalım. 20. yüzyılın ortalarına kadar analog sinyalleri dijital hale dönüştüren aygıt tanımı teknolojinin gelişmesiyle analog sinyalleri depolanmak üzere dijital sinyale dönüştüren program/yazılım olarak güncellenmiş.

Kodeklerin temel amacı bu olsa da bugün kodek denilince akla ilk gelen sıkıştırma oluyor. Zira günümüzdeki çoğu kodek orijinal ses/görüntü verisini orijinale en yakın şekilde kayıplı bir şekilde sıkıştırıyor. Yazımıza konu olan AV1 de bu kayıplı kodeklerden birisi.

Neden yeni kodekler geliştiriliyor?

Her yeni video kodeği geliştirilirken temel amaç öncekilere kıyasla daha verimli bir yapı ortaya koyabilmek. Bu aynı bit hızında daha canlı/geniş renk skalası, yüksek kontrast ve gerçekçi siyahlar gibi kullanıcı deneyimini direkt etkileyebileceği gibi aynı/benzer kaliteyi daha düşük bit hızında elde etme manasına da geliyor.

İçerik sunan firmaların amacı haliyle hem kullanıcılara daha iyi bir deneyim sunmak hem de transfer edilen veriyi en verimli şekilde kullanabilmek olunca sürekli daha efektif kodekler geliştiriliyor. Burada kodeklerin lisans durumu da oldukça önemli bir paya sahip.

VP9'un yerini alan AV1'in çıkışı

Örneğin Google bir süredir kullandığı telifsiz VP9 kodeğiyle HEVC/H.265’e benzer kaliteyi yaklaşık %20 daha az verimli bir şekilde elde ediyor. Neticesinde ise H.265 için ödeyeceği yüksek lisans maliyetinden tasarruf edebiliyordu.

Özgür bir kodeğin küçük bütçeye sahip yapımcılar açısından önemi ise pazarın büyük oyunculara kıyasla daha bir önem arzediyor. AV1 gibi kodekler sayesinde içerik üreticiler arasında fırsat eşitliği de iyileştirilmiş olacak.

Birliğin üyeleri

Buna yönelik VP9’un yerini alan AV1 kodeği ise Allience for Open Media konsorsiyumu tarafından geliştirildi. Bu doğrultuda Amazon, Cisco, Google, Intel, Microsoft, Mozilla ve Netflix tarafından 1 Eylül 2015’te kurulan birliğin duyurusunun HEVC lisans ücretlerinin AVC/H.264’ün üzerine artışla geleceği haberinin üstüne gelmesi ise manidar.

Param var desen de alması güç

Üstelik HEVC'in önceki kodeklerin aksine birden fazla lisans sahibi grubun elinde olması nedeniyle bu gruplardan herhangi birinin karşı çıkması durumunda lisans satın alımı süreci baş ağrıtma potansiyeli taşıyor. Microsoft’tan bir yetkilinin açıklamasına göre AV1’in çıkış nedenlerinden birisi de lisans satın almanın güçlüğü.

AV1’in geliştirme sürecinde birliğin üyeleri daha önce kendi geliştirdiği projelerden esinlenmesi sonucunda kısa sürede, Nisan 2016’da ilk versiyon yayınlanabilmiş.

2017’de özellik dondurma aşamasına gelinmesine projenin kodlayıcı kısmının HEVC/H.265 ile eşleşecek seviyeye  ulaşması 2019 yılını bulmuş.

AV1 verimlilik başlığında neler sunuyor

İşin mutfağından tabakta gördüğümüz kısma geçelim. AV1 testlerinin kodeğin gelişim gösterdiği farklı zamanlarda yapılması ve kıstasların/materyallerin farklı olması nedeniyle rakamlar değişkenlik gösterse de sonuç değişmiyor.

Netflix’in 2017’de yaptığı testlere göre 720p’de AV1 VP9’dan %25 daha verimli. 2018’de Facebook’un gürültü oranına göre değerlendirdiği AV1, sırasıyla libvpx-vp9, H.264 yüksek profil ve H.264 ana profile göre %34 - %46.2 - %50.3’lük yüksek sıkıştırma oranı sunmuş.

Moscow State University’in 2017’deki geniş çaplı testini kazanan AV1 iken onu VP9 ve HEVC takip etmiş. AV1’in baz alındığı kıyasta aynı kalite için VP9 %31 daha fazla bit hızı gerektirirken HEVC kodeği ise %22 fazlasıyla eşleşebilmiş. Konsorsiyumun kurduğu grubun iddiasına göre AV1 HEVC’ten %30 daha verimli.

Gerçek hayat testleri

Bir test ekibinin denemelerine göre aynı bitrate değerinde AV1 yer yer daha keskin görseller sunarken renk kalitesinde de bir tık önde. Kıyaslamanın kaybedeni ise beklendiği üzere H.264 olmuş.

Farklı bitrate değerleri arasında kıyaslama yapıldığında ise 22 Mbps’lik AV1 kodekli aynı içeriğin HEVC ile kodlandığı 56 Mbps’lik senaryo ile benzer kalite sunduğu gözlemlenmiş.

Buraya kadar her şey güzel. Aynı bitrate’de daha etkileyici kalite ve lisans ücreti de yok. Her yeni standartın önündeki en büyük engel AV1 için de geçerli.

 Yazılım uyumu

Yazılım tarafında güncel Firefox, Chrome, Opera, Microsoft Edge ve VLC ile uyumlu olan kodek henüz sınırlı sayıdaki donanımla hızlandırılabiliyor.

Donanımsal hızlandırıcılar

Nvidia’nın RTX 3000 ailesi ve Intel’in Tiger Lake işlemcilerinin entegre grafik birimi tarafından işlemci üzerindeki yük alınarak yüksek çözünürlük ve bit hızındaki AV1 kodekli içerikler oynatılabiliyor.

AMD tarafında ise gelecek nesil RX 6000 kartlarının AV1 kodeği için donanımsal çözücüyle geleceği doğrulandı. Android cephesinde Mediatek dünyanın ilk AV1 için donanım hızlandırıcısını taşıyan akıllı telefon SoC’unu, Dimensity 1000 çözümünü 2019 yılında duyurdu.

Ayrıca Bkz.Windows 10'a AV1 için donanımsal hızlandırma desteği geldi

İçinde bulunduğumuz yıl ise LG 2020 yılı 8K TV’lerinde ve Samsung da 2020 yılı 8K QLED TV’lerinde AV1 kodeğinin donanımla hızlandırılacağını duyurdu.

VLC'nin dav1d çözücüsü eski sistemler için umut veriyor

Yazılım çözücü yani işlemci kullanıldığında AV1 kodekli içeriklerin kodlanma süresi bir hayli uzun.

İçerik tüketimi tarafında ise Ryzen/Haswell öncesi SSSE3 destekli işlemciler VLC’nin geliştirdiği açık kaynak kodlu dav1d çözücüsünün çoklu çekirdek kullanımındaki başarısı ve hafif yapısı sayesinde memnun edici sonuçlar ortaya koyabilse de yüksek bit hızına sahip 4K 10-bit içerikler için aynı şeyleri söylemek güç. Son olarak önümüzdeki dönemde RTX 3000 serisinden bir kartla kaynak kullanımına dair testler paylaşacağımızın müjdesini verelim.

Resim Galerisi

Galeri7 Görsel