三星涨价逼玩家弃SSD换HDD 但真会遇到高清都播不流畅的尴尬吗?

今日偶然看到一篇有关硬盘厂商利润逆袭的报道,说是因闪存大幅度涨价,大家被逼倒退,放弃性能更好的SSD而选择老旧的机械硬盘HDD。本来还以为这个话题很快会歪楼到讨伐三星大幅调高闪存颗粒价格上去,但很意外,发现一个网友放出了一个很好玩的观点带偏了节奏:“很多超清源视频硬盘速度太慢机械硬盘播不了!”

按照我的理解,他是想说很多超清视频的码率要求非常高,已经超过了机械硬盘的理论传输能力,所以即使播放本地视频,也会卡到爆。以往只听大家说网速不给力,看在线视频会卡,看自己电脑上的视频也会卡?

虽说当即遭到了一部分玩家质疑,但是问题来了,目前超清视频的码率究竟有多高,HDD是不是真的有心无力?或者说未来的高码率视频只能SSD才有能力驾驭?若真是这样,以SSD如此高的单位成本来说,以后的高清玩家都得是土豪才行……

于是,我决定扒一扒技术,用数据说话,告诉大家真相,看完不保证你成大神,但绝不再是能被人忽悠的小白。

硬盘是如何成为视频播放的瓶颈的?

这里先给大家解释看本地视频是否会卡的疑惑,这不是个伪命题,其原理和看在线视频卡是一样的,都是传输能力达不到视频的码率要求。

这里有个专业名词“码率”,什么是码率?简单点说,所有的视频在转换成数字文件保存在我们的电脑上时,都会采用一定的编码技术进行采样和压缩。理论上原片是质量最好的,但在有限的分辨率上,我们感受不到原片的优势,反而是使用一定方式压缩的资料更具小体积优势。

码率就是一个间接反应图像压缩程度的数据,它实际是指这部影片每单位时间(一般指一秒钟)的数据量,通常用Kbps或Mb/s的单位来衡量。而后者也是我们通常用来衡量网速或者硬盘传输性能的单位。

一般来说,码率越大,采样的精细度通常会越高,影视质量就越接近原画。但如果码率过高,超过了数据传输能力,就会出现卡顿。比如我们用10Mb/s的宽带看码率20MB/s的高清视频,势必出现播5秒、卡5秒的糟糕状况。

同理,如果影片的码率超过了硬盘的传输能力,看存放在硬盘中的本地视频也会卡。

当前和未来的高清、超高清视频码率究竟能有多高?

在1080p时代,逼近原画的优质高清影片的码率也就在100Mb/s内,而那个时代,硬盘的传输速度已经达到80MB/s以上,折合大约800Mb/s的传输能力,8倍于影片需要,更别提大多数影片连40Mb/s码率都不到的实际情况了。

所以过往经验告诉我们的是,硬盘具有极高的性能冗余度,以至于我压根没有考虑过技术和产品的变化会在短时间内打破。

然而实际的情况却是,这两年我们的观看设备的分辨率在不断提高,1080P、2K、2.5K、4K、8K……而分辨率正是影响码率的重要指标,在4K都已经不再被发烧友称为超高清的时代,发烧友们称为超高清的视频,其码率究竟达到了一种什么样的恐怖程度?

先从理论上来说,码率的计算公式可以从两个角度定义,全局来看码率=【文件大小】MB/【时间】s,比如4GB的1分钟视频,码率就是4×1024/60=68.27MB/s。

另一个角度则比较好理解码率和分辨率的关系,码率Mb/s=分辨率×帧率×色彩深度/1024/1024,其中色彩深度和格式有关,比如YUV422的24帧1080p视频,其码率为:1080×1920×24×2×8/1024/1024=759.38Mb/s。可见原画的数据有多么恐怖,按此计算,一个2分钟的1080p原画视频就有超过11GB的体积,2小时的电影得高达600~700GB。

所以我们才看到了编码技术,优秀的编码技术能以1/10的数据量实现逼近原画的观影质量,所以在1080p时代,高码率通常指759.38Mb/s/10,大约70~100Mb/s码率的影片。然而当下的4K时代,分辨率已经是3840×2160到4096×2048的水平,就算编码格式不变也至少会让码率提高4倍,更何况还因为技术的变化,色彩深度又有增加,某些时候,码率提高8~12倍是完全可能的。

就此来看,4K时代能被发烧友们称为超高清的影视文件,码率超过800Mb/s并不稀奇。更别提分辨了更高的8K 超高清视频了,码率超过3000Mb/s都是很有可能的情况。

HDD的性能究竟如何,未来真的连本地视频都放不流畅了?

问题来了,当前HDD的传输性能究竟如何呢?高清玩家都是在意容价(容量/价格)比的主,希望存储影片的单位成本足够低(壕另当别论)。而当前容价比最高的基本都是3TB型号,价格600元左右,每GB划0.2元。主流水平达到了持续读时140MB/s(1120Mb/s)的性能,相比多年前的1080p时代,实现了接近翻倍的提升。

这么看其实发烧友眼中,高达800Mb/s码率的4K超高清都难不住HDD,更别提当前那些伪4K,或者采用新的编码方式后,大幅压缩码率之后的4K影视,其对硬盘的传输性能要求是不会超过600Mb/s的,也就是一半左右,完全谈不上瓶颈。

实际上当前早已启用更先进的H.265编码取代老旧的H.264,压缩率有了进一步提高。此前2015年的加拿大女足世界杯上,NHK就采用8K分辨率做过直播。启用H.265之后,60帧的8K视频最终码率仅为85Mb/s。按照发烧友的视角,这显然不能满足他们对画质的苛刻要求(本来就是为了直播……),但也能侧面看出,随着编码技术的发展,码率的增加并不会完全随着分辨率的倍增而翻倍。

所以就我的角度看,硬盘性能哪怕赶不上视频码率的发展速度,但已经很高的冗余性能依旧能在未来可见的时间内,完全满足高清发烧友的需求。不知道你所知道的最高码率电影能有多高要求,总之在我看来,这位玩家的疑虑显然是“杞人忧天”!难道他在用二十年前的硬盘吗?