Multithreading FFmpeg: prestazioni ai massimi livelli puntando sul parallelismo

Quando si parla di soluzioni software per manipolare, convertire e trasmettere file multimediali, FFmpeg è un “must”. Non per niente FFmpeg è parte integrante di un numero incalcolabile di progetti, grazie anche alla licenza GNU GPL che lo caratterizza e al funzionamento basato su riga di comando.

Abbiamo visto cos’è FFmpeg e come funziona e, in un altro articolo, ci siamo concentrati sui filtri FFmpeg spiegando come è possibile provarli e verificarne gli effetti utilizzando soltanto l’interfaccia del browser Web.

Cos’è la transcodifica e perché FFmpeg svolge un ruolo essenziale

Tra le attività che possono essere svolte con FFmpeg c’è anche quella di transcodifica. Si tratta del processo di conversione di un file multimediale da un formato a un altro. L’operazione può riguardare i flussi audio e video, la modifica di parametri come la risoluzione o il bitrate, la conversione tra diversi protocolli di trasmissione. L’obiettivo principale della transcodifica è adattare il contenuto multimediale alle specifiche esigenze o ai requisiti del sistema di destinazione (che deve riprodurre il contenuto).

La transcodifica consente di adattare i file multimediali in modo che siano compatibili con una vasta gamma di dispositivi, come smartphone, tablet, lettori multimediali, smart TV e così via. Può inoltre contribuire a ridurre le dimensioni dei file multimediali, consentendo un più efficiente utilizzo della larghezza di banda senza impattare negativamente sulla qualità dello streaming.

Supporto multithreading in FFmpeg: la più importanti novità da qualche decennio a questa parte

Gli sviluppatori del progetto FFmpeg hanno oggi annunciato una delle più importanti novità degli ultimi decenni. L’applicazione, infatti, ha una lunga storia: la prima versione fu presentata a fine dicembre 2000 e da allora il software ha fatto registrare passi da gigante, anno dopo anno.

L’innovazione che di fatto rivoluziona sin dalla base il funzionamento di FFmpeg consiste nell’introduzione per il supporto multithreading. La funzionalità si riferisce alla capacità del software di sfruttare l’esecuzione concorrente di più thread per migliorare le prestazioni durante il processo di transcodifica video. Un thread è un singolo flusso di esecuzione all’interno di un processo, e l’utilizzo di più thread consente ovviamente di eseguire operazioni in modo concorrente, riducendo il tempo totale di elaborazione.

Nel caso specifico di FFmpeg, il supporto multithreading è stato implementato per ottimizzare il processo di transcodifica video. In precedenza, il processo di transcodifica era eseguito in modo più sequenziale, con ciascuna fase (demuxing, decoding, filtering, encoding, muxing) eseguita in successione.

Con il supporto multithreading, ogni fase può essere gestista attraverso un thread separato, consentendo l’esecuzione simultanea delle varie operazioni. Ad esempio, mentre un frame video può essere decodificato in un thread, un altro frame può essere filtrato e un terzo può essere codificato, il tutto in parallelo. Questo approccio può portare a un notevole miglioramento delle prestazioni, specialmente su sistemi dotato di un buon numero di core sul processore.

Il multithreading entra a far parte dell’appplicazione

Riferendosi all’introduzione del supporto multithreading FFmpeg, gli sviluppatori l’hanno definita “una delle revisioni più complesse della riga di comando di FFmpeg degli ultimi decenni“.  E nell’invitare agli utenti a provare la nuova caratteristica, hanno aggiunto: “per favore, testate e segnalate problemi (…): questo è uno dei cambiamenti più complessi mai apportati a FFmpeg“.

Il supporto multithreading FFmpeg risulta già integrato nel repository GitHub del progetto in vista del rilascio di FFmpeg 7.0, previsto per l’inizio del 2024.

La possibilità di avere visibilità sui thread e di ottimizzarne la gestione è un passo avanti di enorme portata per un tool come FFmpeg, destinato a questo punto a divenire ancora più performante e versatile, grazie alla possibilità di svolgere elaborazioni in parallelo.

La breve presentazione dello sviluppatore Anton Khirnov riassume quelli che sono i pilastri della rinnovata architettura di FFmpeg.