首先让我们来回顾一下4090的芯片架构，如下图1所示，其中用白框所框选的部分就是硬件编解码单元，其拥有远超CPU的编解码性能。从图中可以看到NVIDIA的编解码单元被命名为NVENC和NVDEC，顾名思义，NVENC就代表编码器，NVDEC就代表解码器。而4090拥有2颗编码单元，1颗解码单元。

图1基于AD102的4090芯片架构

            下表1示截取的NVIDIA官方文档的部门显卡的编码单元信息，从表中可以看出相关GeForce显卡型号支持的编码路数为5路，值得说明的是NVIDIA编码路数的限制是由官方软件内部限定的，官方有能力进行更改，而2023年之前GeForce显卡编码路数是被限制为3路的，懂得都懂。从表中还可以看出30系列显卡是第7代NVENC，而40系列是第八代NVENC，第八代支持了AV1编码，且从4070ti开始，高端显卡拥有2颗NVENC。目前40系显卡硬件编码单元支持H.264、H.265和AV1编码，这时候有人可能会提问了，现存的编码格式超过40种，为什么NVIDIA只支持3种，这个问题我们后续来回答。

表1 NVIDIA部分显卡编码单元信息

            下表2截取的是NVIDIA部分显卡解码单元信息，从表中可以看出30系和40系显卡的解码单元只有一颗且没有对解码单元进行芯片迭代，还是使用第五代NVDEC，所以从这里就可以看出30系列和40系列任意一款显卡的解码性能是相同的，从表中还可得出第五代解码器支持的解码格式为MPEG-1、MPEG-2、VC-1、VP8、VP9、H.264、H.265和AV1。

表2 NVIDIA部分显卡解码单元信息

            结合上述，以及之前文章的内容，制作了下图2，让大家更好的理解编解码以及转码的流程。其中虚线代表被压缩的数据，颜色代表其对应的编码格式，特定的颜色只能使用其对应颜色的解码器进行解码；黑色的直线代表容器，容器中存放的就是被压缩的数据，且容器只能使用CPU对其解封装；白色的直线代表被解码出来的元数据，即被还原出来的原始数据。4090的解码单元使用的是第5代NVDEC，支持8种解码格式。编码单元使用的是第八代编码芯片，支持3中编码格式，有两颗编码单元，目的是提高编码能力，而解码单元相比30系列没有提升的原因是因为，目前第五代NVDCE的解码能力还是大于两颗第八代NVENC的编码能力，还是有性能溢出。顺带回答一下之前的问题，为什么编码单元只支持3种编码格式，因为这三种已经是目前市面上最优异的编码算法，所以只需要支持这三种就行。那么图中h264_cuvid又是什么意思呢？前面的h264很好理解，cuvid指的是NVIDIA解码器在FFmpeg中的解码器名称，想要调用相应的硬件解码器只要在API中的选择相应的解码器名称就行，NVIDIA的硬件编解码器是作为插件嵌入到FFmpeg中的，这样就方便程序员开发。

图2 音视频编解码示意图

            接下来我们将会结合表3内的ffmpeg部分参数，解释说明测试显卡编解码性能的常用的编解码行命令。

表3 ffmpeg部分参数含义

解码：

ffmpeg -y -vsync 0 -c:v h264_cuvid -i input.mp4 output.yuv

            ffmpeg是可执行文件的名称，-y参数是存在同名文件时直接覆盖原先文件，-c:v是选择编解码器，这里选用的是nvidia的h264解码器，-i表示为需要输入的视频流，这里因为是解码所以选取的就是一个视频文件，output.yuv是解码生成的文件，其中output是文件名。值得注意的是单独使用解码，是无法发挥解码芯片的性能的，甚至还会被抑制代全部性能的20%，其原因是直接解码生成元数据，生成的文件动辄百来GB，而这些百来GB的数据是要写入到硬盘中保存的，而像SATA或机械硬盘写入速度是远小于解码速度的，因此解码速度要受限于数据写入硬盘的速度。

编码：

ffmpeg -y -vsync 0 -s 1280x720 -i input.yuv -c:v h264_nvenc output.mp4

            和上面的一样只是这里多了一个参数-s，这个参数表示的是使用元数据生成的视频文件的分辨率，指的注意的是我们必须知道元数据的原始分辨率，否者输入了错误的分辨率，生成的视频就会花屏，就像小时候打雷下雨电视没有信号一样。

转码：

ffmpeg -y -hwaccel cuda -hwaccel_output_format cuda -extra_hw_frames 10 -i 1080.mp4 -c:a copy -c:v av1_nvenc -b:v 5M output1.mp4

            转码是在显存中进行的，每解码一帧就会编码一帧，速速嘎嘎快，因此能发挥显卡最大的解码性能，但也不能到100%，因为还是会受限于编码速度，只有编码性能会发挥到100%。指的注意的是在进行解码的时候只需要选用编码器就行，解码器会自动匹配，-b:v参数是用来控制视频的码率的。最后还有值的提的是如果在转码的过程中对视频的分辨率进行调整，编解码单元是不管的，这部分功能是运行在显卡cuda核心上的。