ハードウェアビデオアクセラレーション

ハードウェアビデオアクセラレーションにより、ビデオカードで動画をデコード/エンコードすることができ、CPU の負担を下げて電力を節約することができます。

Linux でこれを実現する方法は複数存在します:

Video Acceleration API (VA-API) はハードウェア支援による動画エンコード・デコードの両方を実現する仕様とオープンソースライブラリです。Intel によって開発されました。
Video Decode and Presentation API for Unix (VDPAU) は GPU ビデオハードウェアに動画のデコードやポストプロセス処理をオフロードするオープンソースのライブラリです。NVIDIA によって開発されました。
Advanced Media Framework (AMF) は、AMDGPU PRO を使用してマルチメディア処理のために AMD GPU に「部分的に」アクセスできるようにするオープンソースのフレームワークです。AMD によって開発されました。
NVDEC/NVENC - Fermi 以降の NVIDIA GPU によって使われている、ハードウェアビデオアクセラレーションのためのプロプライエタリ API。

ドライバとアプリケーションのサポートの包括的な概要については、#比較一覧を参照してください。

インストール

Intel

Intel Graphics オープンソースドライバーは VA-API に対応しています:

Broadwell (2014) 及びそれ以降の HD Graphics シリーズ (例: Intel Arc) は intel-media-driver によってサポートされています。
Coffee Lake (2017) までの GMA 4500 (2008) は libva-intel-driver によってサポートされています。
GMA 4500 の H.264 デコードは libva-intel-driver-g45-h264^AUR によってサポートされています。Intel Graphics#GMA 4500 での H.264 デコードのハードウェアアクセラレーションを参照。
Haswell Refresh から Skylake までの VP9 デコードと、Broadwell から Skylake までのハイブリッド VP8 エンコードは intel-hybrid-codec-driver^AUR^{[リンク切れ: package not found]} によってサポートされています。
Skylake 及びそれ以降は linux-firmware も必要です。

VAAPI がサポートするハードウェアと機能もご覧ください。

NVIDIA

Nouveau オープンソースドライバーは VA-API と VDPAU に対応しています:

GeForce GTX 750 までの GeForce 8 シリーズ及びそれ以降の GPU は libva-mesa-driver と mesa-vdpau によってサポートされています。
(現在 NVIDIA のバイナリドライバーから抽出される) nouveau-fw^AUR ファームウェアパッケージが必要です。

NVIDIA プロプライエタリドライバは nvidia-utils によってサポートされています:

GeForce 8 シリーズ及びそれ以降の GPU における VDPAU
Fermi 及びそれ以降の GPU における NVDEC [1]
Kepler 及びそれ以降の GPU における NVENC

AMD/ATI

AMD と ATI オープンソースドライバーは VA-API と VDPAU に対応しています:

VA-API は Radeon HD 2000 及びそれ以降の GPU で libva-mesa-driver によってサポートされています。
VDPAU は Radeon R600 及びそれ以降の GPU で mesa-vdpau によってサポートされています。

AMDGPU PRO プロプライエタリドライバーは AMDGPU ドライバー上で動作し、AMF に加えて VA-API と VDPAU に対応しています。

Fiji 及びそれ以降の GPU における AMF は amf-amdgpu-pro^AUR によってサポートされています。

ノート:

場合によっては、あなたのアプリケーションが AMDGPU PRO Vulkan ドライバを使用するように強制する必要があります。
HEVC エンコードは Navi より古い GPU では利用できない場合があります。

互換レイヤー

libva-vdpau-driver — VA-API を提供する VDPAU ベースのバックエンド。

https://cgit.freedesktop.org/vaapi/vdpau-driver || libva-vdpau-driver, libva-vdpau-driver-chromium^AUR, libva-vdpau-driver-vp9-git^AUR

libvdpau-va-gl — OpenGL/VAAPI バックエンドを用いた VDPAU ドライバ。H.264 のみ。

https://github.com/i-rinat/libvdpau-va-gl || libvdpau-va-gl

nvidia-vaapi-driver — VA-API を提供する CUDA NVDEC ベースのバックエンド。

https://github.com/elFarto/nvidia-vaapi-driver/ || libva-nvidia-driver^AUR

ノート: NVIDIA ドライバの 525 シリーズにはリグレッションがあり、VA-API が機能しなくなります。 nvidia-vaapi-driver#126 修正されるまでの間、ドライバをバージョン 520 にダウングレードするか、実験的な direct-backend を使用することができます。

確認

設定せずともシステムが完璧に動作する場合があります。なので、このセクションから読み始めて、システムの確認をすると良いでしょう。

ヒント:

コマンドラインサポートのある mpv は、ハードウェアアクセラレーションをテストするのにぴったりです。mpv --hwdec=auto video_filename のログを見てください。詳細は hwdec を参照。
AMD、Intel、そして NVIDIA の場合、動画を再生しながら nvtop を使うことで "DEC" (デコーダ) の使用率を確認できます。
Intel GPU の場合、intel-gpu-tools を使って、intel_gpu_top を root として実行することで、ビデオプレイバック中に GPU 使用率をモニタできます。ビデオバーが 0% よりも上にあれば、GPU のビデオデコーダ/エンコーダが使用されていることを示します。
AMD GPU の場合、radeontop を使用して GPU 使用率をモニタできます。intel-gpu-tools とは違い、現在 radeontop でデコード/エンコードの仕様状況を確認する方法はありません [2]。
任意の GPU において、htop のようなツールで CPU 使用率を比較できます。特に、高解像度なビデオ (4k 以上) において、VA-API が有効化されていて動作しているときの CPU 使用率は、ノート PC や他の比較的低電力なデバイスにおいて劇的に低いはずです。

VA-API の確認

VA-API の設定は libva-utils パッケージに含まれている vainfo を実行することで確認できます:

$ vainfo

libva info: VA-API version 0.39.4
libva info: va_getDriverName() returns 0
libva info: Trying to open /usr/lib/dri/i965_drv_video.so
libva info: Found init function __vaDriverInit_0_39
libva info: va_openDriver() returns 0
vainfo: VA-API version: 0.39 (libva 1.7.3)
vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Skylake - 1.7.3
vainfo: Supported profile and entrypoints
      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Simple            :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Main              :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointVLD
      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264ConstrainedBaseline:	VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointVLD
      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264Main               :	VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264High               :	VAEntrypointVLD
      VAProfileH264High               :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264High               :	VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointVLD
      VAProfileH264MultiviewHigh      :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointVLD
      VAProfileH264StereoHigh         :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileVC1Simple              :	VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Main                :	VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Advanced            :	VAEntrypointVLD
      VAProfileNone                   :	VAEntrypointVideoProc
      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointVLD
      VAProfileJPEGBaseline           :	VAEntrypointEncPicture
      VAProfileVP8Version0_3          :	VAEntrypointVLD
      VAProfileVP8Version0_3          :	VAEntrypointEncSlice
      VAProfileHEVCMain               :	VAEntrypointVLD
      VAProfileHEVCMain               :	VAEntrypointEncSlice

あなたのカードを使ってデコードできるフォーマットが VAEntrypointVLD で、エンコードできるフォーマットが VAEntrypointEncSlice で示されます。

上の例では、以下の行があることから i965 ドライバーが使われていることが確認できます:

vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Skylake - 1.7.3

vainfo を実行したときに以下のようなエラーが表示される場合:

libva info: va_openDriver() returns -1
vaInitialize failed with error code -1 (unknown libva error),exit

適切なドライバーを設定する必要があります。#VA-API の設定を見てください。

VDPAU の確認

vdpauinfo をインストールしてから、以下のコマンドを実行してください。VDPAU ドライバーがロードされていることや、現在の設定が確認できます:

$ vdpauinfo

display: :0   screen: 0
API version: 1
Information string: G3DVL VDPAU Driver Shared Library version 1.0

Video surface:

name   width height types
-------------------------------------------
420    16384 16384  NV12 YV12 
422    16384 16384  UYVY YUYV 
444    16384 16384  Y8U8V8A8 V8U8Y8A8 

Decoder capabilities:

name                        level macbs width height
----------------------------------------------------
MPEG1                          --- not supported ---
MPEG2_SIMPLE                    3  9216  2048  1152
MPEG2_MAIN                      3  9216  2048  1152
H264_BASELINE                  41  9216  2048  1152
H264_MAIN                      41  9216  2048  1152
H264_HIGH                      41  9216  2048  1152
VC1_SIMPLE                      1  9216  2048  1152
VC1_MAIN                        2  9216  2048  1152
VC1_ADVANCED                    4  9216  2048  1152
...

設定

ビデオドライバは VA-API と VDPAU の両方に対してハードウェアビデオアクセラレーションのサポートを自動的に有効化するはずですが、場合によっては手動で VA-API/VDPAU を手動で設定する必要があります。#確認セクションを見た場合にのみ、このセクションを読み進めてください。

(他に設定が存在しない場合に使用される) デフォルトのドライバ名はシステムによって推測されます。しかし、それらはしばしばトリッキーで、機能しないこともあります。推測された値は Xorg のログファイルに出力されます。ログファイルは、Xorg が rootless の場合は ~/.local/share/xorg/Xorg.0.log、Xorg が root として実行されている場合は /var/log/Xorg.0.log です。ログファイルからある値を検索するには:

$ grep -iE 'vdpau | dri driver' xorg_のログファイル

(II) RADEON(0): [DRI2] DRI driver: radeonsi
(II) RADEON(0): [DRI2] VDPAU driver: radeonsi

この出力の場合、radeonsi が VA-API と VDPAU のデフォルトです。

ノート: GDM を使用している場合、代わりに journalctl -b --grep='vdpau | dri driver' を root として実行してください。

しかし、これは設定を表すものではありません。上記の値は、オーバーライドしたとしても変更されません。

VA-API の設定

LIBVA_DRIVER_NAME 環境変数を使うことで、VA-API 用に使用するドライバをオーバーライドできます:

Intel Graphics:
- libva-intel-driver の場合は i965 を使ってください。
- intel-media-driver の場合は iHD を使ってください。
NVIDIA:
- Nouveau の場合は nouveau を使ってください。
- NVIDIA VDPAU の場合は vdpau を使ってください。
- NVIDIA NVDEC の場合は nvidia を使ってください。
AMD:
- AMDGPU ドライバの場合は radeonsi を使ってください。

ノート:

インストールされているドライバーは /usr/lib/dri/ ディレクトリを見ることで確認できます。/usr/lib/dri/${LIBVA_DRIVER_NAME}_drv_video.so として使われます。
一部のドライバーは互換性を保つために異なる名前を使っていることがあります。sha1sum /usr/lib/dri/* | sort を実行することで確認できます。
LIBVA_DRIVERS_PATH を使うことで VA-API ドライバーのパスを上書きできます。
バージョン 12.0.1 から libva-mesa-driver は gallium の代わりとして radeonsi を提供しています。

VDPAU の設定

VDPAU_DRIVER 環境変数を使うことで、VDPAU 用に使用するドライバをオーバーライドできます。

適切なドライバ名は、あなたのセットアップに依存します:

Intel graphics の場合、va_gl に設定する必要があります。
オープンソースの AMD ドライバの場合、あなたの GPU に合わせて適切なドライババージョンを設定してください。#確認を参照。
オープンソースの Nouveau ドライバの場合、nouveau に設定してください。
NVIDIA のプロプライエタリなバージョンの場合、nvidia に設定してください。

ノート:

インストールされているドライバーは /usr/lib/vdpau/ ディレクトリを見ることで確認できます。/usr/lib/vdpau/libvdpau_${VDPAU_DRIVER}.so として使われます。
一部のドライバーは互換性を保つために異なる名前を使っていることがあります。sha1sum /usr/lib/vdpau/* を実行することで確認できます。
ハイブリッド構成 (NVIDIA と AMD の両方のカードが搭載されている) 場合、DRI_PRIME 環境変数を設定する必要があるかもしれません。詳しくは PRIME を参照。

アプリケーションの設定

マルチメディアフレームワーク:

ビデオプレイヤ:

ウェブブラウザ:

マルチメディア録画/ストリーミング:

Open Broadcaster Software#ハードウェアアクセラレーション

トラブルシューティング

Failed to open VDPAU backend

適切なドライバを指すように VDPAU_DRIVER 変数を設定する必要があります。#VDPAU の設定を参照。

VAAPI init failed

エラーは libva: /usr/lib/dri/i965_drv_video.so init failed という行で確認できます。Wayland が正しく認識されていないことが原因で発生します。$DISPLAY の設定を解除することで mpv, MPlayer, VLC などは X11 であると誤認しないようになります。mpv の場合は --gpu-context=wayland パラメータを追加することでも解決できます。

このエラーは、あなたのハードウェアに合わない VA-API ドライバをインストールした場合にも起こりえます。

AMDGPU ドライバーを使用したビデオデコード時の破損や歪み

AMDGPU ドライバーでビデオデコードの破損または歪みが発生する場合は、allow_rgb10_configs=false を環境変数または driconf として設定します。[3]

比較一覧

VA-API ドライバ

コーデック	libva-intel-driver [4]	intel-media-driver [5]	libva-mesa-driver [6] [7]	libva-vdpau-driver (VDPAU アダプタ)	libva-nvidia-driver^AUR (NVDEC アダプタ)
デコード
MPEG-2	GMA 4500 以降	Broadwell 以降	Radeon HD 6000 以降 GeForce 8 以降¹	#VDPAU ドライバを参照	#NVIDIA ドライバのみを参照⁷
H.263/MPEG-4 Visual⁴	No	No	Radeon HD 6000 以降
VC-1	Sandy Bridge 以降	Broadwell 以降	Radeon HD 2000 以降 GeForce 9300 以降¹
H.264/MPEG-4 AVC	GMA 4500², Ironlake 以降	Broadwell 以降	Radeon HD 2000 以降 GeForce 8 以降¹
H.265/HEVC 8bit	Cherryview/Braswell 以降	Skylake 以降	Radeon R9 Fury 以降
H.265/HEVC 10bit	Broxton 以降	Broxton/Apollo Lake 以降	Radeon 400 以降
VP8	Broadwell 以降	Broadwell 以降	No	No
VP9 8bit	Broxton 以降 Hybrid: Haswell refresh から Skylake³	Broxton/Apollo Lake 以降	Raven Ridge 以降	#VDPAU ドライバを参照⁵
VP9 10bit & 12bit	Kaby Lake 以降	Kaby Lake 以降	Raven Ridge 以降	No
AV1 8bit & 10bit	No	Tiger Lake 以降	Radeon RX 6000 以降	No
エンコード
MPEG-2	Ivy Bridge 以降	Broadwell 以降 Broxton/Apollo Lake を除く	No	–	No⁶
H.264/MPEG-4 AVC	Sandy Bridge 以降	Broadwell 以降	Radeon HD 7000 以降
H.265/HEVC 8bit	Skylake 以降	Skylake 以降	Radeon 400 以降
H.265/HEVC 10bit	Kaby Lake 以降	Kaby Lake 以降	Raven Ridge 以降
VP8	Cherryview/Braswell 以降 Hybrid: Haswell から Skylake³	Kaby Lake 以降	No
VP9 8bit	Kaby Lake 以降	Icelake 以降
VP9 10bit & 12bit	No	Icelake 以降

¹ GeForce GTX 750 まで。
² 代わりに libva-intel-driver-g45-h264^AUR によってサポートされています。
³ Hybrid VP8 エンコーダと VP9 エンコーダは intel-hybrid-codec-driver^AUR^{[リンク切れ: package not found]} によってサポートされています。
⁴ MPEG-4 Part 2 は VAAPI の制限のためデフォルトで無効化されています。使用してみるには、VAAPI_MPEG4_ENABLED=true 環境変数を設定してください。
⁵ 実験的な VP9 サポートは代わりに libva-vdpau-driver-vp9-git^AUR によって提供されています。
⁶ NVIDIA CUDA アダプタコーデックのサポートは活発に開発中であり、これは変更される可能性があります [8]。
⁷ FireFox 98 以降が必要です [9]。

VDPAU ドライバ

コーデック	色深度	mesa-vdpau [10] [11]	nvidia-utils	libvdpau-va-gl (VA-API アダプタ)
デコード
MPEG-2	8bit	Radeon R600 以降 GeForce 8 以降¹	GeForce 8 以降	No
H.263/MPEG-4 Visual	8bit	Radeon HD 6000 以降 GeForce 200 以降¹	GeForce 200 以降
VC-1	8bit	Radeon HD 2000 以降 GeForce 9300 以降¹	GeForce 8 以降²
H.264/MPEG-4 AVC	8bit	Radeon HD 2000 以降 GeForce 8 以降¹	GeForce 8 以降	#VA-API ドライバを参照
H.265/HEVC	8bit	Radeon R9 Fury 以降	GeForce 900 以降³	No
H.265/HEVC	10bit	Radeon 400 以降	No⁴
VP9	8bit	No	GeForce 900 以降³
VP9	10bit/12bit	No	No⁴
AV1	8bit	No	GeForce 30 以降⁵
AV1	10bit	No	No⁴

¹ GeForce GTX 750 まで。
² GeForce 8800 Ultra、8800 GTX、8800 GTS (320/640 MB) は除く。
³ GeForce GTX 970 と GTX 980 は除く。
⁴ NVIDIA の実装は8ビットストリームまでに制限されています [12] [13]。
⁵ ドライババージョン 510 から [14]

NVIDIA ドライバのみ

コーデック	nvidia-utils [15]
コーデック	NVDEC	NVENC
MPEG-2	Fermi 以降¹	No
VC-1		No
H.264/MPEG-4 AVC		Kepler 以降²
H.265/HEVC 8bit	Maxwell (GM206) 以降	Maxwell (2nd Gen) 以降
H.265/HEVC 10bit	Maxwell (GM206) 以降	Pascal 以降
VP8	Maxwell (2nd Gen) 以降	No
VP9 8bit	Maxwell (GM206) 以降
VP9 10bit & 12bit	Pascal 以降
AV1 8bit & 10bit	Ampere 以降³	Ada Lovelace 以降

¹ GM108 は除く (未サポート)
² GM108 と GP108 は除く (未サポート)
³ A100 は除く (未サポート)

アプリケーションサポート

アプリケーション	デコード			エンコード		ドキュメント
アプリケーション	VA-API	VDPAU	NVDEC	VA-API	NVENC	ドキュメント
FFmpeg	Yes	Yes	Yes	Yes	Yes	FFmpeg#ハードウェアアクセラレーション
GStreamer	Yes¹	No	Yes	Yes¹	Yes	GStreamer#ハードウェアアクセラレーション
Kodi	Yes	Yes	No	–	–	Kodi#ヒントとテクニック‎
mpv	Yes	Yes	Yes	–	–	mpv#ハードウェアデコード
VLC media player	Yes	Yes	No	–	–	VLC media player#ハードウェアアクセラレーションのサポート
MPlayer	Yes²	Yes	No	–	–	MPlayer#ハードウェアアクセラレーション
Flash	No³	Yes³	No	–	–	ブラウザプラグイン#Adobe Flash Player
Chromium	Yes	No	No	Yes	No	Chromium#ハードウェアビデオアクセラレーション
Firefox	Yes	No	No	No	No	Firefox#ハードウェアビデオアクセラレーション
GNOME/Web	GStreamer			?	?	GNOME Web#ビデオ

¹ GStreamer は VA-API ドライバのホワイトリストを使用します。ホワイトリストを無視する方法については、GStreamer#ドライバのホワイトリストは無視するを見てください。
² VA-API サポートは代わりに mplayer-vaapi^AUR によって提供されています。
³ VDPAU は NPAPI プラグインによってのみサポートされています。部分的な VA-API と VDPAU アクセラレーションを提供する、PPAPI プラグインから NPAPI ブラウザへの実験的なアダプタが利用できます。

翻訳ステータス: このページは en:Hardware video acceleration の翻訳バージョンです。最後の翻訳日は 2023-07-09 です。もし英語版に変更があれば、翻訳の同期を手伝うことができます。

ハードウェアビデオアクセラレーション

目次

インストール

Intel

NVIDIA

AMD/ATI

互換レイヤー

確認

VA-API の確認

VDPAU の確認

設定

VA-API の設定

VDPAU の設定

アプリケーションの設定

トラブルシューティング

Failed to open VDPAU backend

VAAPI init failed

AMDGPU ドライバーを使用したビデオデコード時の破損や歪み

比較一覧

VA-API ドライバ

VDPAU ドライバ

NVIDIA ドライバのみ

アプリケーションサポート

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