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视频编码引擎

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视频编码引擎（Video Coding Engine，简称 VCE；亦曾称 Video Codec Engine / Video Compression Engine）是超威半导体（AMD）的一种专用集成电路（ASIC），属于固定功能（fixed-function）硬件视频编码单元。它完整实现了 H.264/MPEG-4 AVC 视频编解码器的硬件编码，能够支持 1080p@60fps 的实时编码。VCE于2011年12月22日随 Radeon HD 7000 系列首次引入[1]，自 2012 年起（除 Oland 核心外）集成于几乎所有 AMD GPU 与 APU 中。它与 AMD 的统一视频解码器（UVD） 分工协作——UVD 负责解码，VCE 负责编码——二者自2018年Raven Ridge起被统一的下一代视频核心（VCN）取代。

工作方式

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VCE 提供两种编码模式：

  • 全固定模式（full-fixed mode）：全部编码计算由 VCE 固定功能单元完成，可通过 OpenMAX IL API 访问，延迟最低，适合直播等场景；
  • 混合模式（hybrid mode）：仅使用 VCE 的熵编码块，其余计算（运动估计、IDCT、运动补偿等）交由GPU的3D引擎，借助AMD APP SDK与OpenCL实现快于实时的编码，更灵活但功耗较高。

版本演变

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版本 引入时间 / 架构 关键能力 H.264 编码 HEVC/H.265 编码 代表产品
VCE 1.0 2011（Southern Islands / GCN 1） I/P 帧、YUV420、SVC 时间编码、显示编码模式（DEM） 是（最高1080p60） 否 HD 7700/7800/7900、Trinity/Richland APU
VCE 2.0 2013（Sea Islands / GCN 2） 新增 H.264 YUV444（I 帧）、B 帧；改进 DEM 是（增 YUV444 I、B 帧） 否 HD 7790、R7 260/260X、R9 290/290X、Kaveri/Godavari APU
VCE 3.0 2014–2015（Volcanic Islands / GCN 3） 新增高质量视频缩放；双管道编码 是 否 Tonga（R9 285/380）、Fiji（R9 Fury/X/Nano）
VCE 3.1 2015（Carrizo APU） 双 H.264 编码实例，支持 4K 编码 是（4K） 否 Carrizo APU
VCE 3.4 2016（Polaris / GCN 4） 新增 HEVC/H.265 编码（Main/Main10）；移除 H.264 B 帧以优先 HEVC 是（无 B 帧） 是（4K，Main10 10-bit） RX 460/470/480、RX 550/560/570/580
VCE 4.0 2017（Vega / GCN 5） 优化 HEVC 码率控制（CBR/VBR），H.264+HEVC 最高 4K@60fps；搭配 UVD 7.0 是 是（改进 4K 效率） RX Vega 系列
VCE 4.1 2018（Vega 20） 双 UVD 7.2 实例；扩展至专业/计算应用 是 是 Radeon Instinct MI50/MI60、Radeon VII

注意：HEVC/H.265 的解码能力早于编码出现——Tonga/Fiji 已通过 UVD 6.0 支持 HEVC 解码；VCE 自身的 HEVC 编码直至VCE 3.4（Polaris）才加入。

各版本细节

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  • VCE 1.0：支持 H.264 YUV420 的 I 帧与 P 帧、H.264 SVC 时间编码（SVC Temporal Encode）与显示编码模式（DEM）；不支持 YUV444、B 帧与 HEVC。
  • VCE 2.0：在 1.0 基础上新增 H.264 YUV444（I 帧）与 YUV420 的 B 帧支持，并改进 DEM 去块滤波；仍不支持 HEVC。
  • VCE 3.0：新增高质量视频缩放；自 3.4 子版本起支持 HEVC/H.265 编码（较 2.0 移除了 H.264 B 帧）。
    • VCE 3.1：见于 Carrizo 平台，能力与 Fiji/Tonga 中的 VCE 3.0 相同；
    • VCE 3.4：见于 Polaris 家族（RX 400/500 系列），支持 HEVC 编码；Stoney Ridge APU 为精简版 3.4，无 HEVC 编码，仅配 UVD 6.2。
  • VCE 4.0：Vega 架构 GPU 中的 VCE 4.0 编码器搭配 UVD 7.0 解码器。
    • VCE 4.1：见于 Vega 20 GPU（Instinct MI50/MI60、Radeon VII），配两个 UVD 7.2 实例。

软件支持

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VCE作为SIP核心需由设备驱动提供支持，驱动层通过OpenMAX IL等接口供上层应用调用：

  • Windows：AMD专有的Catalyst / Radeon Software驱动提供支持，内置的ReLive游戏捕获功能即使用AMD多媒体框架（AMF）/VCE 以降低帧率损失；
  • Linux：内核 amdgpu 驱动包含VCE支持；自由radeon 驱动于2014年2月加入初始VCE支持[2]；Mesa于2013年10月加入OpenMAX state tracker[3]，GStreamer 通过 gst-omx 使用[4]；
  • 应用软件：OBS Studio 原生支持 VCE 录制/串流；HandBrake 自2018年12月 v1.2.0 加入 VCE 支持[5]；XSplit Broadcaster 自 1.3 版起支持；MediaShow Espresso 在 Windows 下可调用 VCE+UVD。

与其他 AMD 技术的关系

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  • 统一视频解码器（UVD）：AMD 的视频解码ASIC，与VCE分工（VCE 编码、UVD 解码）。各VCE版本常搭配对应UVD：VCE 1.0/2.0 配 UVD 3.0/4.2 等，VCE 3.0 配 UVD 6.0（Tonga/Fiji），VCE 3.4 配 UVD 6.2/6.x（Polaris），VCE 4.0 配 UVD 7.0、VCE 4.1 配 UVD 7.2；
  • 下一代视频核心（VCN）：自 2018 年 1 月发布的 Raven Ridge 起，UVD 与 VCE 被 VCN 取代，VCN 将编码（VCE）与解码（UVD）整合为统一的专用硬件核心。VCE 自此不再作为独立单元演进[使用人工智慧產生？]。

现状：VCE 4.0 / 4.1（Vega 架构，2017–2018）为其最后版本；自 RDNA 架构（2019 年起）起，AMD 新款GPU与APU不再包含独立VCE，视频编码全部由VCN承担。VCE仅在旧款GCN硬件上由驱动继续提供支持。[使用人工智慧產生？]

参见

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参考资料

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  1. ^ Wallossek, Igor; stocking, Don Woligroski A. sample of AMD's next-generation Radeon HD 7970 landed in our lab just before Santa Don't cross your fingers for one of these in your; fast, though It's not available yet Is it; yes, though? Our benchmarks suggest; Remains!, But More Testing. AMD Radeon HD 7970: Promising Performance, Paper-Launched. Tom's Hardware. 2011-12-22 [2026-08-17] （英语）. 
  2. ^ König, Christian. initial VCE support. 2014-02-04 [2026-08-17]. 
  3. ^ AMD Mainlines Its VCE OpenMAX Support In Gallium3D. www.phoronix.com. [2026-08-17] （英语）. 
  4. ^ AMD Open-Sources VCE Video Encode Engine Code. www.phoronix.com. [2026-08-17] （英语）. 
  5. ^ HandBrake Documentation — AMD VCE. handbrake.fr. [2026-08-17]. 
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