VideoLAN の dav2d：高性能デコードで AV2 時代を切り開く

新しいビデオコーデックの登場は、圧縮効率の限界を常に押し広げ、低ビットレートで高品質な映像を実現します。Alliance for Open Media（AOMedia）は、広く採用されているAV1コーデックの後継であるAV2を通じて、このイノベーションの最前線に立っています。VLCメディアプレーヤーと高性能なdav1d AV1デコーダで知られるVideoLANは、全プラットフォームでAV2向けに最速かつ最も効率的な新しいソフトウェアデコーダとして dav2d を導入します。この開発は、dav1d がAV1の普及を加速させたように、AV2の広範な採用の基盤を築く上で極めて重要です。

dav2d の最初の発表はHacker Newsで行われ、プロジェクトのGitLabインスタンスで一時的にサーバーエラーが発生したものの、すぐに大きな注目を集めました。コミュニティの議論では、AV2に対する技術的期待と、最初から堅牢なソフトウェアデコーダが持つ戦略的重要性の両方が強調されました。

dav2dとは？

dav2d は、AV2ビデオコーディング仕様専用に VideoLAN が開発した新しいビデオデコーダ実装です。プロジェクトの概要で述べられているように、その核心的なミッションは「全プラットフォームで最速のAV2デコーダ」であり、「小さく、ポータブルで非常に高速」になることを重視しています。この野望は VideoLAN にとって新しいものではなく、dav1d（AV1デコーダ）の成功を鏡のように映し出しています。dav1d は、専用ハードウェアデコードが一般的になる前に、AV1 を広範に実用化する上で重要な役割を果たしました。

プロジェクト説明：dav2d は全プラットフォームで最速のAV2デコーダです :) 小さく、ポータブルで非常に高速になることを目指しています。もし私のように情報が追いついていない場合は、AV2 は Alliance for Open Media（AOMedia）による次世代ビデオコーディング仕様です。AV1 の基盤上に構築され、AV2 は優れた圧縮効率を提供するよう設計されており、はるかに低いビットレートで高品質な映像配信を可能にします。ストリーミング、放送、リアルタイムビデオ会議の進化する需要に最適化されています。 - from https://av2.aomedia.org/

AV2の約束

AV2 は AV1 からの大きな飛躍として位置付けられています。前身の基盤を踏まえて、AV2 は優れた圧縮効率を実現するよう設計されており、これによりはるかに低いビットレートで高品質な映像が提供されます。これは、帯域幅がしばしば制約となるストリーミング、放送、リアルタイムビデオ会議といった現代の需要にとって特に重要です。

AV2 ビデオコーデックは AV1 に比べて 30% 低いビットレートを実現し、最終仕様は 2025 年後半に公開予定です (videocardz.com)

この 30% の削減が実現すれば、コンテンツ配信と消費において画期的な変化をもたらし、ハイディフィニションやウルトラハイディフィニションのコンテンツが世界的によりアクセスしやすくなります。しかし、あるコメントが指摘したように、堅牢なエンコーダが利用可能になるまで、完全な恩恵は得られません。このプロセスは歴史的に時間がかかっており、AV1 用の SVT-AV1 の開発がその例です。

技術実装と設計哲学

dav1d の成功した設計を踏襲し、dav2d は主に C で記述され、重要なパフォーマンスパスは手書きアセンブリを活用しています。この手法により、さまざまなハードウェアアーキテクチャから可能な限りの性能を引き出す綿密な最適化が可能になります。

パフォーマンスが重要なパスで主に ASM を使用するパターンは決して古びません。VideoLAN チームは dav1d でも同様の手法を取り、成功を収めました。AV2 が成熟するにつれて、dav2d のどれだけが C のまま残るのか興味深いです。

この選択は性能志向である一方、コーデックにおけるメモリ安全性についての議論を呼び起こしました。

メディアコーデックをメモリ安全でない言語で開発し続けてはいけません。小さく監査可能な部分だけは例外とできるかもしれませんが、この種のソフトウェアでデフォルトを安全でないものにすることは、ほぼ職業上の過失に等しいと言えます。

メモリ安全性は特にセキュリティが重要なソフトウェアにおいて正当な懸念ですが、dav1d の前例は高度に最適化された C とアセンブリが比類なき性能を実現できることを示しています。これはビデオデコードにおいてしばしば最重要要件です。VideoLAN チームのこの分野での専門知識は、性能とコード品質の間で慎重なバランスを取っていることを示唆しています。

採用とハードウェア開発への影響

dav2d のような高品質で高性能なソフトウェアデコーダが AV2 のライフサイクル初期から存在することは、その採用に深遠な影響を与えると期待されています。あるコメントが雄弁に述べたように、これは「逆ニワトリと卵」シナリオを生み出します。

Dav1d は AV1 デコードの驚くほど高速なアセンブリ実装でした。手書きのプラットフォーム固有アセンブリでさえ、彼らが潜在的な性能を徹底的に追求したという印象が一般的でした。AV1 が最初に展開されたときには存在せず、その登場はハードウェアデコードがないデバイスでの採用を大きく後押ししました。Dav2d も同様の役割を果たす可能性がありますが、AV2 の開始時点から存在し、dav1d の成果を活かすことができるため、さらに大きな影響を与えるはずです。奇妙な逆の「ニワトリと卵」シナリオでは、展開可能な非常に優れたソフトウェアデコードがネットワーク効果によりハードウェア開発と採用を促進します。

dav2d の利用可能性は AV2 コンテンツの展開を加速させ、それがハードウェアメーカーに AV2 デコード機能をチップに組み込む需要を生み出し、最終的にエコシステム全体の採用を促進します。

より広い文脈と将来の考慮事項

議論はビデオコーデック領域の他の側面にも触れました:

  • 命名規則: dav2d という名前は再帰的なパターンに従っており、"GNU's Not Unix" に似ています。Dav1d が AV1 デコーダ、Dav2d が AV2 デコーダです。当初、人気の YouTuber や他の公人に関する混乱がありましたが、これで明確になりました。
  • エコシステムの課題: オープンソースコーデック領域は特許紛争などの課題があり、Dolby のような企業が AV1 エコシステムを攻撃する懸念が継続的に指摘されています。これに対し、AOMedia による組織的な防御が必要です。
  • 将来の ISA: "x86 や ARM といったレガシー ISA への継続的な注目" は、今月出荷される "RVA23 ボード" が示すように、AV2 が完全に展開される頃には RISC-V が支配的になる可能性があるという前向きな視点から疑問視されています。これは将来性と幅広いアーキテクチャサポートの必要性を示唆します。
  • ユーザー体験: 一部のコメントはインターネット全体の状態に言及し、ボットチェック、クッキー同意、Cloudflare の課題などが増加し、技術リソースへのアクセス時のユーザー体験を損なう可能性があると指摘しています。

dav2d が AV2 仕様と共に成熟するにつれて、次世代の高効率ビデオを実現する上での役割は極めて重要です。プロジェクトの早期リリースと VideoLAN の実績は、さまざまなプラットフォームやアプリケーションでの AV2 採用に有望な未来を示唆しています。

Sources