AV1 là gì? Tiêu chuẩn định dạng video của tương lai?

Mọi người – đặc biệt là các nhà tiếp thị – thường rất thích đưa ra các thuật ngữ như 4K. Mọi người đều muốn có TV 4K để xem những chương trình và bộ phim yêu thích của mình ở độ phân giải 4K. Đi kèm với đó là màu sắc hiển thị đẹp cũng như màu đen sâu nhất có thể.

Thực tế, 4K rất dễ để tiếp cận, nhưng việc phát một bộ phim ở 4K lại yêu cầu khả năng đóng gói dữ liệu để truyền tải, sau đó mở ra bằng một định dạng video cụ thể, được hỗ trợ bởi cả nội dung nguồn cũng như TV hay console của bạn. Có một số tiêu chuẩn cho các nhà sản xuất sử dụng, nhưng một trong số đó sẽ trở nên cực kỳ quan trọng trong vài năm tới, đó chính là AV1.

Vậy điều gì làm cho AV1 trở nên đặc biệt? Thực tế, đó là một định dạng miễn phí bản quyền, giúp việc sử dụng nó trở nên ít đau đầu hơn, cho cả người dùng, người sáng tạo lẫn các công ty sản xuất.

AV1 là gì?

AV1 là một tiêu chuẩn định dạng video, được phát triển và quản lý bởi Alliance for Open Media – một liên minh bao gồm hàng chục nhà sản xuất lớn cũng như các gã khổng lồ số như Google, Apple, Amazon và Samsung. Liên minh phi lợi nhuận này được hình thành nhằm phát triển một chuẩn video mở hiệu quả và phải chăng hơn cho tất cả người dùng trên mọi loại thiết bị.

Hãy xem, những tiêu chuẩn trước đây, như AVC (và HEVC kế nhiệm) thường có chi phí cấp phép rất đắt đỏ, không thể sử dụng cho các dự án mã nguồn mở. Do những vấn đề này xuất phát từ các tiêu chuẩn được phát triển và quản lý bởi Moving Picture Experts Group – tổ chức đứng đằng sau mọi phiên bản MPEG – một số công ty công nghệ bắt đầu phát triển những tiêu chuẩn video mở, chẳng hạn như VP9 của Google, Dalaa do Mozilla hậu thuẫn hay Thor của Cisco.

AV1 chính là sự kế thừa của 3 tiêu chuẩn này, mục tiêu phát triển trở thành một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi và hiệu quả hơn. Điều này rất quan trọng khi bạn đang cố gắng phục vụ hàng triệu luồng HD hoặc UHD cùng 1 lúc. Mặc dù vậy, độ phân giải cao không phải là thứ duy nhất mà AV1 có thể cải thiện, bởi khả năng giải mã của AV1 có thể xuống thấp tới mức 240p@30fps. Ngay cả video độ phân giải thấp hơn cũng có thể hưởng lợi từ độ hiệu quả của AV1. Các thử nghiệm từ Netflix và Facebook đã cho thấy nó hiệu quả hơn 25-50% so với những codec cạnh tranh khác.

Độ hiệu quả cho video số liên quan đến mức bitrate mà bạn cần để giữ cho video ở chất lượng cao. Nếu codec A có thể giúp một video 1080p@60fps ở mức 60MB, trong khi codec B cũng có thể mang đến chất lượng video tương đương với mức 40MB, rõ ràng, codec B hiệu quả hơn 33%. Dung lượng file nhỏ hơn cho một video chất lượng cao hơn là một tin vui đối với người dùng cuối, vốn chỉ sử dụng các gói dữ liệu ít nhất có thể để tiết kiệm hầu bao. Và thậm chí còn tuyệt vời hơn đối với các nhà cung cấp nội dung, họ có thể cung cấp cho nhiều người dùng hơn một lúc. Mới đây, Google đã chuyển các cuộc gọi Google Duo sang AV1 nhằm cải thiện chất lượng và độ tin cậy cho người dùng khi đang sử dụng những mạng băng thông thấp hoặc bị tắc nghẽn.

Khi cả thế giới bị phong tỏa, các nhà mạng trên toàn cầu đã bị quá tải, buộc YouTube, Netflix cùng nhiều công ty khác phải hạ chất lượng video. Chuyển sang sử dụng AV1 có thể ngăn chặn những điều như vậy xảy ra trong tương lai.

Dĩ nhiên, vẫn còn 1 chặng đường dài để AV1 chính thức xuất hiện, bởi nó vẫn đang trong quá trình hoàn thiện, cả về mặt codec lẫn hỗ trợ phần cứng.

AV1: Sự hỗ trợ từ phần mềm và phần cứng

Có 2 cách mà một tiêu chuẩn video có thể được hỗ trợ trên 1 thiết bị: nếu nó được hỗ trợ bởi phần cứng thì khi bạn phát video AV1, CPU sẽ đẩy việc giải mã sang GPU, giải phóng CPU để có thể tiếp tục làm những việc khác, trong khi GPU sẽ đảm nhiệm nhiệm vị giải mã và phát video. Nếu một thiết bị không có sự hỗ trợ codec từ phần cứng, bộ giải mã phần mềm sẽ được sử dụng để phát video. Tuy nhiên, CPU phải xử lý rất nhiều việc để giải mã và phát video. Điều này có thể làm chậm thiết bị của bạn, và trong một số trường hợp, nó sẽ quá tải nếu thiết bị của bạn không có bộ xử lý siêu mạnh.

AV1 đã được hỗ trợ phần mềm trên Chrome, Opera và Microsoft Edge từ năm 2018 và 2019 đối với Firefox. Dẫu vậy, sự hỗ trợ đó không phải lúc nào cũng là một điều chắc chắn. Phần mềm “container” đảm nhiệm nhiệm vụ mã hóa (encode) video sang AV1 và sau đó giải mã (decode) chúng để phát lại, được gọi là codec, vẫn đang hoạt động chủ yếu. SVT-AV1 là một codec ổn định do Intel và Netflix hợp tác, nhưng lại được thiết kế cho các máy chủ trung tâm dữ liệu lớn, mạnh mẽ. Bộ giải mã (decoder) dav1d được phát triển bởi VideoLAN – nhà phát triển VLC, một trình phát video mã nguồn mở phổ biến – và các cộng đồng mã nguồn mở Ffmpeg là những thứ mà bạn sẽ thấy trong quá trình sử dụng, nhưng chúng lúc nào cũng luôn ở trạng thái cải tiến và sửa lỗi. Có một vài codec khác, nhưng tất cả chúng vẫn đang trong quá trình phát triển, hoặc là codec tham chiếu Libaom, vốn hoạt động tốt nhưng lại đòi hỏi đến các bộ xử lý mạnh mẽ để xử lý với tốc độ nhanh.

Mọi thứ trở nên “bớt màu hồng” hơn khi đề cập đến phần cứng, bởi chỉ có một số ít bộ xử lý và SoC hỗ trợ giải mã video AV1 bằng phần cứng. YouTube cho Android TV đã được cập nhật phần mềm nhằm hỗ trợ AV1 trong vài tháng trước, thế nhưng, gần như chưa một chiếc Android TV nào có thể phát bất cứ thứ gì ở AV1, bởi ngay cả những chiếc NVIDIA Shield TV mới nhất cũng chưa thể hỗ trợ nó cho các bộ xử lý cũ, vốn có sức mạnh khiêm tốn. Chiếc điện thoại duy nhất trên thị trường hỗ trợ giải mã AV1 ở cấp độ phần cứng là Oppo Reno 3 5G, sử dụng con chip MediaTek Dimensity 1000.

Tại CES 2020, cả LG và Samsung đều đã công bố những chiếc TV 8K có hỗ trợ AV1, dẫu vậy. vẫn còn nhiều năm nữa trước khi AV1 được phổ cập cho phần còn lại của thị trường TV. Những cỗ máy chơi game console cũng như vậy.

Tất cả những điều này có ý nghĩa gì với AV1 trong tương lai?

Mặc dù AV1 có thể làm những điều tuyệt vời trong tương lai, nhưng có lẽ, bạn sẽ chưa thể thấy chúng xuất hiện nhiều trong thời gian sớm. Mãi đến tháng 2 năm nay, Netflix mới bắt đầu phát nội dung của mình ở dạng AV1, và họ chỉ làm điều đó trên Android vì hiện tại, cả macOS lẫn iOS đều không hỗ trợ AV1 ở cấp độ hệ thống. Và với việc AV1 không được Apple đề cập tại sự kiện WWDC, nhiều khả năng, nó sẽ hỗ trợ trên những sản phẩm của nhà Táo trong năm sau, tức 2021.

Vì miễn phí bàn quyền, nên AV1 sẽ được hỗ trợ rộng rãi hơn nhiều, ngay cả trước khi phần cứng bắt kịp – có thể trong khoảng 5 năm – khi các dự án mã nguồn mở tiếp tục thúc đẩy codec AV1 trở nên tốt hơn trên tất cả các loại nền tảng. Và tất nhiên, bạn có thể mong đợi sự hỗ trợ liên tục của các công ty thành viên của AOMedia, bao gồm Google, Amazon và Netflix, những người rất muốn ngừng trả tiền bản quyền các định dạng video cũ cho MPEG-LA và một số tổ chức tương tự.

AV1 vẫn đang trong quá trình hình thành, nhưng có một điều không thể chối cãi rằng, nó sẽ là tiêu chuẩn video cho internet trên toàn cầu.