Nyanmisaka/Jellyfin最新版本230901：低电压模式、转码效率与色调映射

前言

之前的文章介绍了大神Nyanmisaka的特供版Jellyfin，主要提升在硬解和色调映射(HDR转SDR)效率。今年9月(2023年9月)，Nyanmisaka大神的jellyfin更新到了230901版本，继续在硬件转码上提升性能。如果你对使用Docker部署Jellyfin感兴趣，可以阅读以下两篇文章。

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本文目的:

1. 对比了Nyanmisaka/Jellyfin的221029版和230901版的转码效率；

2. 开启核显的低电压模式，进一步验证该模式对转码效率的提升；

3. Jellyfin中的色调映射与Potplayer对比。

本文部署的软硬件环境：

操作系统：Ubuntu 20.04 ，内核版本内核版本5.4.0-165-generic

CPU: J4105，4核4线程，1.50 GHz，核显：HD600

整个平台日常运行功耗为5w左右(〔日常〕的定义:不开启jellyfin)

镜像

关于镜像拉取，必须要带上tag，即nyanmisaka/Jellyfin:tag，不能忽略tag或者使用latest。

docker pull nyanmisaka/jellyfin:230901-amd64

由于一些众所周知的网络问题，下载这个镜像还是有点不容易。我没有科学办法，硬拉，试了好几天终于给拉下来了。据说把国内镜像加速关掉后，使用latest可以拉取到最新的镜像，这个我没试过。

将jellyfin容器启动后，进入控制台可以看到版本是10.8.10，之前221029-amd64对应的jellyfin版本是10.8.6。

进入到容器，可以看到ffmpeg版本是6.0，这个版本是当前最新的稳定版。之前221029-amd64镜像中的ffmpeg版本是5.1.2。

ffmpeg 6.0

配置低电压模式

低电压模式需要操作系统加载GuC/HuC两个固件，GuC与核显负载的调度有关，HuC可以将有些工作让GPU来完成，减少CPU与GPU的同步。以上为Intel官方的解释。个人认为开启低电压模式（Low Power Mode，LP Mode）与CPU硬件和Linux内核版本是有关系的，太旧的内核版本可能存在问题。

Jellyfin官方对低电压模式有一段说明：

The setup is not necessary unless you are using an Intel Jasper Lake or Elkhart Lake processor, or you want faster OpenCL tone-mapping speed on Linux. This also applies to the bleeding edge hardware such as 12th Gen Intel processors, ARC GPU and newer but step 2 should be skipped.

官方指出，本项设置不是必须的。也提到开启低电压模式后，对色调映射（tone mapping）的效率有一定的提升。另外，如果CPU是N5105，也需要配置低电压模式，否则Jellyfin的硬件加速将无法正常使用。

个人认为如果CPU性能比较够用了，不需要再配置低电压模式，因为配置是否顺利与操作系统、Linux内核、CPU有一定关系，最新版Nyanmisaka的特供版Jellyfin在不开启低电压模式下已经基本够用了。但是，我的J4105实在有点弱，指望通过开启低电压来提升硬件转码效率。

操作系统开启低电压模式

以下操作参照Jellyfin官方的指引：

1. 安装firmware：

apt install -y linux-firmware

firmware

2. 将guc的设置写入配置文件i915.conf （可以写入时直接创建该文件）：

sudo sh -c "echo 'options i915 enable_guc=2' >> /etc/modprobe.d/i915.conf"

i915.enable_guc=1 ## 启用GuC提交和电源管理

i915.enable_guc=2 ## 只启用HuC认证

i915.enable_guc=3 ## 将两个功能结合在一起

enable_guc=2

3. sudo update-initramfs -u

4. 更新grub：

sudo update-grub

5. 重启主机：reboot

验证是否加载成功：

上图中看到glk_guc_33.0.0.bin submission: disabled，但是查看guc_load_status又是running。上面对enable_guc的参数值（1,2,3）也做了解释。网上有文章也遇到相同情况：“如果i915.enable_guc=2，GuC submission会是disabled”。实际使用体验低电压模式是有效果的，具体见下面的测试。

sudo cat /sys/kernel/debug/dri/0/i915_guc_load_status

guc status

sudo cat /sys/kernel/debug/dri/0/i915_huc_load_status

huc status

以上两张图表明，加载Guc/Huc是成功的。

Jellyfin配置

在Jellyfin的控制台->播放页面下，硬件加速选择“Intel QuickSync(QSV)”，勾选“启用低电压模式”的两个选项。

开启色调映射，将HDR转换为SDR。色调映射会占用一部分核显性能，因此开启后转码效率会降低。开启色调映射，在不支持HDR的显示器播放HDR视频不会出现画面发灰的情况。

Jellyfin中选择“启用色调映射”，我选择了Mobius算法，参数默认。因为效率问题，不推荐使用VPP色调映射，所以上面“启用VPP色调映射”不要勾选。

视频实测

验证低电压模式

Jellyfin播放4K H265视频，使用intel_gpu_top命令查看核显工作情况（如果命令不存在，那么安装sudo apt install intel-gpu-tools）。当未开启低电压模式时，Render负载一直在90%以上；开启低电压模式后，Render负载下来了，大概维持在60~70%。

未启用低电压模式

启用低电压模式

转码帧率实测

测试视频概况

在四个视频上测试nyanmisaka/jellyfin:230901的转码效率，与nyanmisaka/jellyfin:221029进行对比，并且记录开启低电压模式（LP Mode）前后转码帧率，验证低电压模式对转码效率的提升。

前三个测试视频格式如下，都是4K/HDR/H265，码率一般，第四个是高码较高。这四个视频对于我这个硬件平台来说还是有点困难的。

测试视频

测试视频

221029版本 vs 230901版本

相比去年的221029版本，目前最新的230901版本在其中三个视频上转码效率上有所提高。以《FAST10》为例，在开启色调映射的情况下，从25fps提高到了37fps。对于高码率的，两个版本的转码帧率持平。

221029 vs 230901 on <FAST10> without LP mode

221029 vs 230901 on <PI> without LP mode

色调映射对转码帧率的影响

实测开启色调映射（Mobius），对转码帧率有比较大影响。以《PI》为例，直接从36fps降到了25fps。所以色调映射还是比较消耗核显性能，至少对于这块J4105来说是这样。

低电压模式

所有四个视频，在开启低电压模式（加载GuC/HuC）后，转码效率都有提升情况。以《FAST》为例开启后，转码帧率确实有提升，开启低电压模式，CPU负载也有所降低，开启时为40~50%，未开启时为50%~55%。

with and without LP-mode on <FAST10>

对于高码率的视频《Transformers》，在不开启LP mode情况下，转码帧率<视频帧率，开启LP mode的情况下，勉强可以流畅播放。

with and without LP-mode on <Transformers>

实测小结

以下为实验数据汇总：记录了开启色调映射情况下，221029、230901两个版本nyanmisaka/jellyfin的转码帧率实测数据，后两列还对比了未开启低电压模式与开启情况下的转码帧率。

总体来说，这个硬件播放4K/HDR还是比较吃力的，转码帧率都比较低。

（为保证数据相对准确，对每个视频的相同时间点进行记录，且保证播放一段时间转码帧率已趋于稳定）

实测结果

色调映射：Jellyfin vs Potplayer

这部分是偶然想到加上的测试。主观上对两者色调映射（tone mapping）结果进行对比，没有优劣之分，纯粹主观感受。Jellyfin中选择Mobius算法（默认参数），Potplayer使用MadVR Measure。

从画面来看，Jellyfin(Mobius)比madVR更加鲜艳，亮度更高，但是细节不如madVR丰富。比如《PI》中远处的波浪纹理，由于Mobius将亮度拉的过高导致细节被抹平了，但是madVR保持的比较好。当然这也不是madVR最好的效果，只是我粗调的结果。madVR参数可见我之前的一篇文章。

总结

在本文使用的软硬件环境下：

1. nyanmisaka/jellyfin:230901确实比221029版本在转码效率上有所提高；

2. 开启核显的低电压模式（加载GuC/HuC），对转码效率有所提高；

3. 在使用最新版本以后，J4105硬件平台对于一般码率（30Mbps以下）4K/HDR视频基本上能实现流畅硬件转码，包括色调映射（虽然转码帧率不高）；

4. 对于高码率4K/HDR视频，需要开启低电压模式，否则无法流畅播放。

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