Невероятно 94-кратно ускорение на FFmpeg след добавянето на ръчно написан AVX-512 асемблерен код

Съвременните езици за програмиране от високо ниво и усъвършенстваните компилатори значително опростяват разработването на софтуер и намаляват разходите за него. Този начин на програмиране обаче може да скрие възможностите за повишаване производителността на съвременния хардуер, което отчасти се дължи на неефективността на приложните програмни интерфейси (API). Очевидно е, че добрият стар начин на програмиране на асемблер може да подобри производителността между три и 94 пъти, в зависимост от работното натоварване, според FFmpeg. Не се съобщава на какъв хардуер е постигната тази изключително висока производителност. Хардуерът, на който е постигната тази многократно увеличена производителност, не е разкрит.

FFmpeg е проект с отворен код за кодиране или декодиране на видео, разработен от доброволци, които редовно допълват неговата кодова база, отстраняват грешките и добавят нови функции.

Разработчиците са създали оптимизиран програмен сегмент, в който се използва набора от AVX-512 инструкции за ускоряване на специфични функции в библиотеката за обработка на мултимедия на FFmpeg. Като са използвали AVX-512, те са успели да постигнат значително подобрение на производителността – от 3 до 94 пъти по-бързо – в сравнение със стандартните имплементации. AVX-512 дава възможност за паралелна обработка на големи порции данни с помощта на 512-битови регистри, които могат да обработват до 16 FLOPS с единична точност или 8 FLOPS с двойна точност в рамките на една процесорна инструкция. Тази оптимизация като цяло е идеална за тежки изчислителни задачи – и в частност за обработка на видео и изображения.

Тази разработка е особено важна и полезна за потребителите, работещи с високопроизводителен хардуер, поддържащ AVX-512, като им дава възможност много по-бързо да обработват медийното съдържание. Съществува обаче проблем: Intel забрани AVX-512 за своите процесори Core от 12-то, 13-то и 14-то поколение. От друга страна, процесорите от серията Ryzen 9000 на AMD разполагат с напълно активиран AVX-512 FPU, така че собствениците на тези процесори могат да се възползват от постигнатото от FFmpeg.