ハードウェアビデオアクセラレーション

XvMC

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

Linux でハードウェアアクセラレーションを利用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。
X-Video Motion Compensation (XvMC) は動画のデコード処理を動画プログラムから GPU ビデオハードウェアにオフロードできる X.Org サーバーの拡張です。

1 対応状況
- 1.1 フォーマット
- 1.2 ソフトウェア
2 インストール
- 2.1 VA-API のインストール
- 2.2 VDPAU のインストール
3 確認
- 3.1 VA-API の確認
- 3.2 VDPAU の確認
4 設定
- 4.1 VA-API の設定
- 4.2 VDPAU の設定
5 トラブルシューティング
- 5.1 Failed to open VDPAU backend

対応状況

フォーマット

ノート: ドライバーの選択についてはインストールを見てください。

VA-API
	libva-intel-driver [1]	libva-mesa-driver	libva-vdpau-driver	Catalyst XvBA
デコード
MPEG2	GMA 4500 以降	?	VDPAU を参照。	Radeon HD 4000 以降
MPEG4	✗	?		Radeon HD 6000 以降
H.264	GMA 4500¹, Ironlake Graphics 以降	?		Radeon HD 4000 以降
HEVC (H.265)	Cherryview/Braswell 以降	?		?
VC1	Sandy Bridge Graphics 以降	?		Radeon HD 4000 以降
VP8	Broadwell 以降	?		?
VP9	Broxton 以降	?		?
エンコード
MPEG2	Ivy Bridge Graphics 以降	?	✗	✗
H.264	Sandy Bridge Graphics 以降	?		✗
HEVC (H.265)	Skylake 以降	?		?
VP8	Cherryview/Braswell 以降	?		?
VP9	Kaby Lake 以降	?		?

VDPAU
	mesa-vdpau	libvdpau-va-gl	amdgpu-pro-vdpau^AUR	nvidia-utils
デコード
MPEG2	Radeon 9500 以降, GeForce 8 以降	✗²	?	GeForce 8 以降
MPEG4	Radeon HD 6000 以降, GeForce 200 以降	✗²	?	GeForce 200 以降
H.264	Radeon HD 4000 以降, GeForce 8 以降	VA-API を参照。	?	GeForce 8 and newer
HEVC (H.265)	✗	✗²	?	GeForce 900⁴ 以降
VC1	Radeon HD 4000 以降, GeForce 8³ 以降	✗²	?	GeForce 8³ 以降

¹ libva-intel-driver-g45-h264^AUR パッケージによってサポートされています。
² バージョン 0.3 現在、VA GL ドライバーは H.264 以外のハードウェアデコーダをサポートしていません。
³ GeForce 8800 Ultra, 8800 GTX, 8800 GTS (320/640 MB) は除外。
⁴ GeForce GTX 970 と GTX 980 は除外。

あなたの GPU でどのプロファイルがサポートされているか知る方法は確認を見てください。

amdgpu-pro-vdpau^AUR パッケージについては AMDGPU#AMDGPU PRO を見てください。

ソフトウェア

	VA-API	VDPAU
GStreamer	✓ (gstreamer-vaapi を使用、GStreamer#ハードウェアアクセラレーションを参照)	✓ (gst-plugins-bad を使用、GStreamer#ハードウェアアクセラレーションを参照)
VLC media player	✓ (VLC media player#ハードウェアアクセラレーションのサポートを参照)	✓ (VLC media player#ハードウェアアクセラレーションのサポートを参照)
mpv	✓ (mpv#ハードウェアデコードを参照)	✓ (mpv#ハードウェアデコードを参照)
MPlayer	✓ (mplayer-vaapi^AUR を使用、MPlayer#VA-API を有効にするを参照)	✓ (MPlayer#VDPAU を有効にするを参照)
Flash	✓ (libvdpau-va-gl を使用、Flash#設定を参照)	✓ (Flash#設定を参照)
Kodi	✓	✓
Firefox	✗ [2] [3] [4]

インストール

使用しているビデオカードのメーカーにあわせて適切なドライバーを選択してください:

Intel Graphics の場合は VA-API を使用してください。
NVIDIA 製のカードの場合は VDPAU を使用してください。
AMD 製のカードの場合は両方とも使うことができます (mesa を使用)。

VA-API と VDPAU それぞれに対して以下のドライバーも存在します:

libva-vdpau-driver は VDPAU を VA-API のバックエンドとして使用します。
libvdpau-va-gl は VA-API を VDPAU のバックエンドとして使用します。

2007年以前のカードについては XvMC を参照してください。

ヒント: 様々な状況に対応するために VA-API と VDPAU の両方をインストール・設定することを推奨します。例えば Flash は VA-API をサポートしていませんが VDPAU の VA-API バックエンドを使用することができます。

VA-API のインストール

オープンソースドライバー:

ATI/AMDGPU Radeon 9500 以降の GPU が libva-mesa-driver と mesa、または libva-vdpau-driver によってサポートされます (VDPAU のインストールを参照)。
Intel GMA 4500 シリーズ以降の GPU が libva-intel-driver と mesa によってサポートされます。
- GMA 4500 でより良いサポートを得るには libva-intel-driver-g45-h264^AUR を使ってください。詳しくは Intel#GMA 4500 での H.264 デコーディングを参照。
NVIDIA GeForce 8 シリーズ以降の GPU が libva-vdpau-driver によってサポートされます (VDPAU のインストールを参照)。

プロプライエタリドライバー:

AMD 製カードはドライバーによって異なります:
- AMD Catalyst は xvba を使用します。
- AMDGPU PRO は libva-vdpau-driver と amdgpu-pro-vdpau^AUR を使用します (AMDGPU#AMDGPU PRO を参照)。
NVIDIA GeForce 8 シリーズ以降の GPU が libva-vdpau-driver によってサポートされます (VDPAU のインストールを参照)。

VDPAU のインストール

オープンソースドライバー:

ATI/AMDGPU Radeon 9500 以降の GPU が mesa-vdpau によってサポートされます。
Intel GMA 4500 シリーズ以降の GPU が libvdpau-va-gl によってサポートされます (VA-API のインストールを参照)。
NVIDIA GeForce 8 シリーズ以降の GPU が mesa-vdpau によってサポートされます。NVIDIA のバイナリドライバーから抽出したファームウェアが含まれている nouveau-fw^AUR が必要です [5]。

プロプライエタリドライバー:

AMD 製カードはドライバーによって異なります:
- AMD Catalyst は libvdpau-va-gl を使用します (VA-API のインストールを参照)。
- AMDGPU PRO は amdgpu-pro-vdpau^AUR を使用します (AMDGPU#AMDGPU PRO を参照)。
NVIDIA GeForce 400 シリーズ以降の GPU が nvidia-utils によってサポートされます。
- GeForce 8/9 や GeForce 100-300 シリーズの GPU は nvidia-340xx-utils によってサポートされています。

確認

ヒント:

ハードウェアアクセラレーションをテストするときは mpv が向いています。
Radeon の場合、以下のコマンドでドライバーの名前を確認できます:

$ grep -iE 'vdpau|dri driver' ~/.local/share/xorg/Xorg.0.log

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

上記の場合、VA-API と VDPAU の両方で radeonsi が使えます。

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           :	VAEntrypointEncPicturehttp://img.2chan.net/b/futaba.php?mode=cat
      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:

libva info: Trying to open /usr/lib/dri/i965_drv_video.so

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

ノート: VA-API と VDPAU のどちらでもビデオドライバーは基本的にハードウェアビデオアクセラレーションを自動的に有効化しますが、場合によっては手動で VA-API/VDPAU を手動で有効にする必要があります。有効化されているかどうか確認をしてください。

VA-API の設定

VA-API のドライバーは自動で認識されます [6]。使用されているドライバーを確認する方法は確認を見てください。LIBVA_DRIVER_NAME 環境変数を設定することで使用するドライバーを上書きできます:

Intel Graphics の場合 i965 に設定してください。
NVIDIA 製のカードの場合 vdpau に設定してください。
AMD 製のカードの場合 radeonsi または vdpau 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/dri/ ディレクトリを見ることで確認できます。/usr/lib/vdpau/${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/* を実行することで確認できます。
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 で使用されるドライバーは自動的に認識されますが、VDPAU_DRIVER 環境変数を使うことで上書きすることができます。

使用しているビデオドライバーにあわせて適切なドライバーの名前を指定してください:

Intel Graphics や AMD Catalyst 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/ATI ドライバーの場合、使用している GPU にあわせて適切なドライバーを設定してください。確認を参照。
NVIDIA のプロプライエタリドライバーの場合は 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=1 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。

トラブルシューティング

Failed to open VDPAU backend

libvdpau-va-gl を使用している場合に VDPAU_DRIVER を上書きしないと発生するエラーです。何らかの理由で VDPAU が使用するドライバーを正しく認識できていません。VDPAU の設定を見てください。

VA-API を使用するようにメディアプレイヤーを設定することで良い結果を得られる可能性があります。ソフトウェアを参照。