Hành trình AV1 của Netflix: từ Android, vượt ra TV và xa hơn nữa

• Codec AV1 hiện đảm nhiệm khoảng 30% tổng lưu lượng streaming của Netflix, giúp truyền tải video hiệu quả hơn với chất lượng cao hơn
• Sau lần triển khai đầu tiên vào năm 2020 trên Android di động dựa trên bộ giải mã phần mềm (dav1d), đến năm 2021 mở rộng sang smart TV, năm 2022 sang trình duyệt web, và năm 2023 sang các thiết bị dùng chip Apple M3·A17 Pro
• AV1 đạt được điểm VMAF tăng 4,3 điểm, giảm 1/3 băng thông, giảm 45% hiện tượng buffering, qua đó nâng cao hiệu quả mạng trên toàn cầu
• Thông qua các tính năng HDR10+ và Film Grain Synthesis(FGS), AV1 tái hiện màu sắc sống động và chất cảm điện ảnh; sẽ được thương mại hóa ở quy mô lớn từ tháng 7/2025
• Trong tương lai, AV1 cũng sẽ được áp dụng cho livestreaming và cloud gaming, đồng thời giữ vai trò công nghệ cốt lõi của nền tảng Netflix trước thềm ra mắt AV2

---

AV1: codec hiện đại và mở

• Kể từ khi bắt đầu kinh doanh streaming vào năm 2007, Netflix chủ yếu sử dụng H.264/AVC, nhưng đã sớm nhận ra nhu cầu về một codec mở
• Năm 2015, công ty đồng sáng lập Alliance for Open Media(AOMedia) để thúc đẩy phát triển công nghệ media mã nguồn mở thế hệ tiếp theo
• AV1 được phát triển trong 3 năm với mục tiêu đạt hiệu quả nén cao hơn và bổ sung các tính năng mới so với các codec trước đó, rồi chính thức ra mắt vào năm 2018

Việc triển khai AV1 bắt đầu từ Android

• Tận dụng tính linh hoạt của nền tảng Android, Netflix tích hợp bộ giải mã phần mềm dav1d, được tối ưu cho chipset ARM
• Để giúp người dùng di động tiết kiệm dữ liệu và cải thiện chất lượng, AV1 mang lại hình ảnh sắc nét ngay cả ở bitrate thấp
• Việc ra mắt streaming AV1 cho Android vào năm 2020 đã mở rộng khả năng tiếp cận video chất lượng cao trong môi trường di động

Mở rộng lên màn hình lớn

• Sau thành công trên Android, Netflix mở rộng sang smart TV và thiết bị màn hình lớn, hỗ trợ streaming AV1 từ cuối năm 2021
• Công ty hợp tác với các nhà sản xuất SoC và nhà sản xuất thiết bị để xây dựng quy trình chứng nhận, đảm bảo hiệu năng và khả năng tương thích
• Năm 2022 hỗ trợ được mở rộng sang trình duyệt web, và năm 2023 sang các thiết bị dùng chip Apple M3·A17 Pro
• Hiện nay AV1 chiếm 30% tổng lưu lượng streaming của Netflix, và được kỳ vọng sớm trở thành codec được sử dụng nhiều nhất

Tác động cải thiện hiệu năng của AV1

• Điểm VMAF: tăng +4,3 so với AVC, +0,9 so với HEVC
• Mức sử dụng băng thông: giảm 1/3 so với AVC·HEVC
• Gián đoạn do buffering: giảm 45%
• Khi kết hợp với Open Connect CDN, AV1 giúp giảm gánh nặng lưu lượng internet toàn cầu và nâng cao hiệu quả mạng

Mở rộng tính năng cao cấp: HDR và chất cảm điện ảnh

• Tháng 3/2025, Netflix giới thiệu streaming AV1 HDR10+, tối ưu màu sắc và độ tương phản bằng metadata động theo từng cảnh
• Hiện tại, tính theo thời lượng xem HDR, 85% đang được cung cấp dưới dạng AV1-HDR10+, và sắp đạt 100%
• Tính năng Film Grain Synthesis(FGS) tái hiện chất cảm điện ảnh mà không làm tăng dữ liệu
  • Loại bỏ film grain trước khi mã hóa, rồi tái tổng hợp tại bộ giải mã
  • Sau khi được thương mại hóa vào tháng 7/2025, tính năng này sẽ mang lại chất cảm phim chất lượng cao ngay cả trên mạng gia đình thông thường

Vượt ra ngoài VOD: livestreaming và cloud gaming

• Netflix đang xem xét áp dụng AV1 cho livestreaming bắt đầu từ năm 2023
  • Có thể giảm băng thông mà vẫn giữ chất lượng trong môi trường có hàng chục triệu người xem đồng thời
  • Có thể tận dụng Layered Coding để thay thế hiệu quả lớp phủ đồ họa trong các chương trình thể thao trực tiếp
• Netflix cũng đang chuẩn bị áp dụng AV1 cho dịch vụ beta cloud gaming
  • Nhờ hiệu quả nén cao, AV1 giúp giảm kích thước khung hình và hỗ trợ truyền video độ trễ thấp ngay cả khi mạng không ổn định

Sự mở rộng của hệ sinh thái thiết bị

• Sáu tháng sau khi tiêu chuẩn AV1 được hoàn tất, bộ giải mã dav1d được công bố, thúc đẩy việc chấp nhận ban đầu nhờ đặc tính nhẹ và hiệu quả
• Hiện nay nó được dùng làm bộ giải mã mặc định của Android và đảm nhiệm 40% phát lại trên trình duyệt của Netflix
• Sau khi áp dụng quy trình chứng nhận AV1 từ năm 2019, 88% thiết bị màn hình lớn được gửi chứng nhận trong giai đoạn 2021~2025 đã hỗ trợ AV1
  • Phần lớn hỗ trợ phát 4K@60fps
  • Từ năm 2023 trở đi, gần như toàn bộ thiết bị được chứng nhận đều tương thích AV1
• Netflix đang phối hợp với các đối tác để bảo đảm khả năng tương thích thiết bị rộng rãi đúng thời điểm triển khai FGS vào năm 2025

Triển vọng tương lai: từ AV1 đến AV2

• AV1 đã cải thiện trải nghiệm xem của hàng trăm triệu người dùng trên toàn thế giới và trở thành hạ tầng cốt lõi của streaming Netflix
• Cuối năm 2025, AOMedia dự kiến phát hành codec thế hệ tiếp theo là AV2
• AV2 đặt mục tiêu đạt hiệu quả nén và hiệu năng streaming cao hơn nữa trên nền tảng của AV1
• Netflix tiếp tục theo đuổi công nghệ mở, và hiện tại AV1 đang hoạt động như trung tâm của nền tảng

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Điều khiến tôi ngạc nhiên nhất là giờ đây khoảng 30% thiết bị đã hỗ trợ giải mã AV1 bằng phần cứng
  Có vẻ trong vài năm gần đây đã có khá nhiều thiết bị mới được bổ sung hỗ trợ. Tôi không ngờ nó lại phổ biến nhanh đến vậy.
  Có vẻ giờ h.264, h.265 và AV1 đã trở thành các codec phần cứng chủ đạo, nên tôi cũng tò mò thế hệ tiếp theo sẽ là gì

  • Con số 30% đó trên thực tế có thể nghĩa là 30% lượt xem Netflix được phát bằng AV1
    Tức là có thể đó là tỷ lệ theo thời gian xem chứ không phải tỷ lệ người dùng. Ngoài ra còn có cả bộ giải mã phần mềm (đặc biệt là cho Android), nên “thiết bị hỗ trợ phát AV1” không nhất thiết đồng nghĩa với tăng tốc phần cứng
  • Tôi hy vọng thế hệ tiếp theo sẽ là AV2
  • Tôi lại muốn họ gắn bó với AV1 lâu hơn. Hỗ trợ phần cứng mới chỉ bắt đầu trở nên phổ biến, giờ mà lại chuyển sang codec mới nữa thì khá lãng phí
  • Thực ra phần lớn trong 30% đó là giải mã bằng phần mềm. Họ nói đã triển khai bộ giải mã phần mềm cho Android trước, rồi sau đó mở rộng sang trình duyệt web (WASM).
    Dù vậy, đây vẫn có vẻ là một tín hiệu mạnh buộc các hãng như Apple phải phản ứng nhanh hơn
  • Thật ra cũng không quá bất ngờ. Giống như tỷ lệ triển khai IPv6, phần lớn đều do thiết bị di động dẫn dắt. Chỉ cần Android và iPhone hỗ trợ thì việc phổ biến sẽ diễn ra rất nhanh

• Nên có một thế giới nơi codec độc quyền không còn là mặc định. Việc AV1 đã được chứng minh là đủ thực dụng cho sử dụng thực tế có ý nghĩa rất lớn

  • Nhưng ngay cả khi Netflix dùng codec mở, nếu toàn bộ video vẫn bị bọc trong DRM đóng, thì tôi cũng hoài nghi điều đó thực sự có ý nghĩa đến đâu

• Tôi thấy thú vị ở chỗ phiên phát AV1 có điểm VMAF cao hơn 4,3 điểm so với AVC, cao hơn 0,9 điểm so với HEVC, đồng thời chỉ dùng 1/3 băng thông và giảm 45% hiện tượng buffering

  • Tuy nhiên cần nhớ rằng mục tiêu chính của phép so sánh này là giảm bitrate. Cũng như Dynamic Optimizer Framework của Netflix, mục tiêu là giảm bitrate trong khi vẫn giữ chất lượng tổng thể ổn định. Dù vậy, đây vẫn là những con số ấn tượng

• Tôi đã quên mất tính năng trích xuất film grain, đây là một cách tiếp cận thông minh để tăng hiệu quả nén
  Tuy vậy, khi muốn thêm grain về sau vào video số sạch, tôi tự hỏi liệu có cách nào chỉ định trực tiếp tham số grain cho encoder hay không

  • Thông thường người ta cứ thêm grain vào video gốc và chấp nhận phần suy giảm chất lượng đó. Nó cũng có thể thay đổi theo từng cảnh, nên việc gắn trực tiếp vào codec là không thực tế
  • Film grain thực sự là thông tin có ý nghĩa về mặt thị giác. Loại bỏ rồi tái tạo lại sẽ làm mất mát thông tin. Nhưng đa số người dùng sẽ không nhận ra khác biệt đó, nên trong thực tế cũng khó thuyết phục họ chấp nhận thêm băng thông

• Trên TikTok và các nền tảng tương tự đang diễn ra một cuộc chiến HDR. Có những video sáng đến mức cả màn hình trông như một chiếc đèn pin. Có lẽ cuối cùng các ứng dụng sẽ phải phát hiện việc lạm dụng HDR

  • Hỗ trợ HDR vẫn còn rất lộn xộn. Trên Windows hay các màn hình giá rẻ thì chất lượng rất tệ nên tôi tránh dùng.
    Tôi còn mua cả iPhone 17 Pro mới, vậy mà video HDR trên Instagram và các ứng dụng khác vẫn trông kỳ quặc. Ngay cả video HDR do chính iPhone của tôi quay khi phát lại cũng cho chất lượng kém, nên rốt cuộc tôi đã tắt tính năng này
  • Rốt cuộc thì đây chẳng khác nào loudness war cho đôi mắt (wiki về Loudness war)
  • HDR nên bị giới hạn cho nội dung mang tính nhập vai. Với quảng cáo ngắn hay video cuộn nhanh thì nó là quá mức. Nếu không ở chế độ toàn màn hình thì tốt nhất OS nên vô hiệu hóa nó
  • Cần có tính năng chuẩn hóa độ sáng. Chẳng hạn nếu độ sáng trung bình quá cao thì tự động giảm độ sáng tổng thể xuống
  • Android mới nhất đã bổ sung một thiết lập tương tự HDR volume leveling rồi

• Chất lượng video của Netflix là thấp nhất trong các dịch vụ streaming. Dù dùng gói 4K nhưng hình vẫn mờ và nhiều nhiễu. Ngay cả với cáp quang 1Gbps + Apple TV 4K cũng vậy

  • Vấn đề không phải AV1 mà là chính sách cắt giảm bitrate. Apple giữ bitrate cao hơn nhiều.
    Netflix dùng HEVC bitrate cao cho nội dung tự sản xuất, nhưng với nội dung bên ngoài thì áp dụng AV1 bitrate thấp
    Trong lúc phát bạn có thể nhấn Ctrl+Alt+Shift+D để xem bitrate thực sự thấp đến mức nào
  • Các giới hạn DRM cũng rất lớn. Trên Linux hoặc OS cũ thì bị khóa ở 720p bitrate thấp. Xem video của Louis Rossmann
  • Ngoài ra Netflix còn âm thầm hạ cấp độ phân giải và số kênh âm thanh theo từng trình duyệt, OS và thiết bị. Trong khi đó bản sao lậu lại có chất lượng Blu-ray
  • Nhìn chung chất lượng video của họ không ổn định và có vẻ họ không coi trọng chất lượng như Apple hay Disney
  • Vì vậy tôi đã hủy đăng ký. Netflix 4K còn kém hơn YouTube 720p, trong khi giá lại gấp đôi. Tôi rời đi sau 11 năm

• Tôi ngạc nhiên vì tỷ lệ dùng AV1 chỉ mới 30%. Liệu thiết bị không có tăng tốc phần cứng có quá khó để gánh AV1 không?

  • Nhờ ASM tối ưu SIMD của libdav1d, phát bằng phần mềm vẫn khả thi, nhưng trên thực tế phải từ các thiết bị như Snapdragon 8, Tensor G3 hoặc RTX 3000 trở về sau mới thực dụng
  • Vẫn còn rất nhiều TV đời 10 năm trước hay các thiết bị như Fire Stick. CPU của chúng còn chật vật chỉ để chạy UI, nên hoàn toàn phụ thuộc vào giải mã phần cứng
  • Việc cải thiện hiệu quả nén rốt cuộc có ý nghĩa lớn hơn ở khía cạnh tiết kiệm chi phí cho nền tảng streaming. CPU trên TV còn giải mã một ảnh PNG cũng vất vả, nên giải mã phần mềm gần như là bất khả thi
  • Smart TV hay PC Windows của tôi dù có tăng tốc phần cứng thì Netflix vẫn không gửi luồng AV1. Chỉ khi chặn Protected Content ID trong trình duyệt thì mới phát bằng AV1
  • Trên di động, dù CPU có gánh nổi thì mức tiêu hao pin vẫn có thể lớn

• AV1 giờ không còn mới nữa. Apple và các hãng khác thậm chí đã tích hợp bộ tăng tốc AV1 phần cứng chuyên dụng. Tôi tưởng với việc Netflix tích cực thúc đẩy thì phải lên được 50%, nhưng có vẻ tỷ lệ vẫn thấp vì còn quá nhiều thiết bị cũ

  • TV có vòng đời rất dài nên vẫn còn nhiều mẫu thuộc thế hệ trước AV1. Nếu tổng thể là 30% thì có thể riêng trong nhóm thiết bị mới con số đã là 70%
  • Phần cứng nhúng được dùng rất lâu, nên H.264 vẫn là tiêu chuẩn tương thích cao nhất.
    Khi đi du lịch, nếu chép video H.264 vào USB thì phần lớn TV đều phát tốt. Chuyển sang AV1 lúc này vẫn còn hơi sớm

• Xin gửi lời khen tới đội ngũ tạo ra AV1. Đây thực sự là một thành tựu kỹ thuật ấn tượng

• Việc nói AV1 chỉ dùng 1/3 băng thông so với AVC và HEVC khiến tôi tự hỏi liệu có phải HEVC đã được đặt ở mức chất lượng cao hơn không

  • Có nhiều khả năng. Có thể AVC và HEVC được đặt cùng bitrate, hoặc AV1 được nhắm để đạt chất lượng tương đương HEVC.
    Netflix là công ty tạo ra VMAF, nên hẳn họ hiểu rất rõ sự phức tạp của việc so sánh chất lượng
  • Dù vậy, xét theo ngữ cảnh thì đoạn này vẫn cho cảm giác như “người đọc đã hiểu sai”