解析 AV1 视频编解码器在移动端部署的现状、挑战与优化路径

在移动端视频流量占比突破 70%-80% 的当下，视频编解码技术的迭代直接决定了用户体验、网络效率与终端能耗的平衡。

近日，Meta、沃达丰和谷歌联合发布了一份白皮书《Video Streaming with the AV1 Video Codec in Mobile Devices》，详细介绍了AV1编解码器对增强移动设备上的流视频体验的好处。白皮书系统梳理了 AV1 在移动端的技术特性、生态支持与落地实践，为行业提供了极具价值的技术参考。本文根据白皮书内容将拆解 AV1 的核心优势、移动端解码方案的技术差异，以及生态推进的关键突破点。

AV1 能成为移动端编解码器的最优解吗？

AV1 以开源架构实现超越前代的压缩效率，同时规避专利授权风险。从技术参数来看(图1)，AV1 相比VP9实现了 30% 的压缩效率提升，这一数据并非实验室理论值，而是经过 YouTube、Meta 等平台大规模验证的实际效果：在同等码率下，AV1 可呈现更优的视频主观质量；若保持画质不变，其码率降低可直接转化为 30% 的流量节省，对运营商缓解网络拥堵、终端降低数据消耗具有关键意义。

从技术原理来看，AV1 的压缩效率提升源于其对帧内预测模式、变换技术与熵编码的优化：例如引入更多方向的帧内预测角度，增强对复杂纹理场景的适配；采用更灵活的变换块划分，减少冗余信息；同时通过改进的熵编码算法，进一步降低编码后的数据量。但需注意的是，更高的压缩效率伴随更高的计算复杂度，这也是 AV1 在移动端落地时，必须解决 “解码性能与能耗平衡” 的核心原因。

此外，AV1 的开源属性（由 AOMedia 联盟主导，无专利授权费用）打破了传统编码技术的商业壁垒。对比 H.265（HEVC）复杂的专利池授权模式，AV1 的生态参与成本显著降低，这也是 Meta、YouTube、Netflix 等内容平台快速推进 AV1 部署的重要驱动力。截至 2025 年，超过 75% 的YouTube 视频（按观看时间加权）可以在 iPhone 上通过硬件和软件支持以AV1格式播放。

移动端 AV1 的技术路线：硬件解码与软件解码的取舍

AV1 在移动端的落地，核心瓶颈在于解码能力的覆盖范围 —— 不同 tiers（高端、中端、低端）的手机，硬件配置差异极大，需通过 “硬件解码” 与 “软件解码” 两种方式来实现。二者在性能、能耗、功能支持上的差异，直接决定了不同场景下的技术选型逻辑。

1. 硬件解码：高端机的最优解，中端机的未来方向

硬件解码的核心优势在于低能耗、高性能与完整功能支持。其原理是在手机 SoC 中集成专用的 AV1 解码模块，通过硬件电路直接处理解码计算，无需占用 CPU 资源。这使得解码过程的能耗显著降低（相比软件解码可减少 40%-60% 的电量消耗），同时支持更高的分辨率与帧率（例如高端机可实现 4K@60fps 解码）。

从当前生态来看，硬件解码已成为高端机的标配：

• 苹果阵营：iPhone 15 Pro 及后续机型（搭载 A17 Pro/A18 芯片）均支持 AV1 硬件解码；
• 安卓阵营：谷歌 Tensor 系列（Pixel 6 及以上）、高通骁龙 8 Gen2 及后续旗舰芯片、三星 Exynos 2100/2200/2400、联发科天玑 9000 系列等，均集成 AV1 硬件解码模块。

但硬件解码的短板在于中低端机覆盖不足：目前中端机（300-600 美元）和低端机（30-300 美元）的 SoC，受成本限制极少集成 AV1 硬件模块。白皮书预测，AV1 硬件解码可能在 2026 年逐步渗透至部分中端芯片（如联发科天玑 6000/7000 系列、高通骁龙 6 系列），但低端机的硬件支持仍需更长周期。

为加速硬件解码的中低端渗透，文档提出 “分级限制” 策略：针对不同 tiers 的手机屏幕分辨率，为 SoC 的 AV1 硬件解码设定不同等级（Level）。例如，低端机屏幕多为 720p，可将硬件解码等级限制为 3.1（支持 720p@30fps），无需追求高等级解码能力 —— 此举可降低芯片设计成本，推动硬件解码在低端机的落地。

2. 软件解码：低端机的过渡方案，需突破性能与能耗瓶颈

软件解码的核心价值在于覆盖无硬件支持的中低端机，其原理是通过软件库（如开源的 dav1d 解码器）在 CPU 上完成解码计算，无需依赖专用硬件模块。目前，软件解码已成为中低端机接入 AV1 生态的关键路径，典型案例是摩托罗拉 e13（售价低于 100 美元）：其搭载的 Unisoc T606 芯片无 AV1 硬件解码，但通过优化后的 dav1d 软件解码器，可流畅播放 720p@30fps 的 AV1 视频，16 小时播放的电池消耗仅比 VP9 多 0.6%/ 小时，证明软件解码在低端机的可行性。

但软件解码存在两个核心挑战：

• CPU 占用与能耗问题：软件解码依赖 CPU 计算，会增加 CPU 负载（尤其在高分辨率场景下），导致手机发热与电池消耗上升。例如，中端机用软件解码 1080p@60fps 的 AV1 视频时，可能出现应用响应变慢、续航缩短的问题；
• 功能局限性：软件解码无法支持 L1 DRM（数字版权管理），因此无法播放 Netflix、Disney + 等平台的付费高清视频，这也是软件解码只能作为 “过渡方案” 的重要原因。

为优化软件解码性能，白皮书里面提出三大技术方向：

1. 底层硬件升级：推动低端机从 ARM A53 核心升级至 A55 核心。A55 相比 A53，在相同性能下可降低 15%-20% 的能耗，显著改善软件解码的续航表现；同时，推动低端机采用 12nm 及更先进的芯片工艺（12nm 工艺相比 28nm 可降低 40% 能耗）；
2. 软件优化：采用基于 dav1d 的优化方案，针对不同 SoC 的 CPU 架构（如 ARM V8/V9）进行平台适配，减少冗余计算；例如，Meta 通过优化 dav1d 的 NEON 指令（ARM 的 SIMD 扩展），将 AV1 解码的 CPU 负载降低 5-6 倍；
3. 行业统一基准：建立软件解码性能的行业基准模型（如 Meta 的 VCAT 测试工具），让视频平台可快速判断某款手机的软件解码能力（如是否支持 720p@30fps），避免向设备推送超出其性能的 AV1 视频。

AV1 生态推进的关键挑战与行业建议

尽管 AV1 在移动端的生态已逐步成熟，但仍面临 “硬件覆盖不均”“软件性能差异大”“跨方协作不足” 三大挑战。针对这些问题，文档从技术与产业层面提出了明确的推进建议，对技术人员具有直接指导意义。

1. 芯片厂商：加速硬件解码渗透，降低中低端成本

芯片厂商（高通、联发科、Unisoc 等）是 AV1 硬件生态的核心推动者，白皮书建议是：

• 优先在中端芯片集成硬件解码：2026 年起，在中端 SoC（如骁龙 6 系列、天玑 6000 系列）中加入 AV1 硬件解码模块，且至少支持 Level 4.0（1080p@30fps），匹配中端机的 1080p 屏幕需求；
• 低端芯片采用 “轻量化硬件解码”：针对低端机，无需追求高等级解码能力，可集成仅支持 Level 3.1（720p@30fps）的硬件模块，通过简化电路降低成本；
• 平衡 AI 与解码资源：当前芯片设计趋势是强化 NPU（AI 计算单元），但需避免挤压解码模块的硅片面积，视频播放仍是移动端核心场景，AV1 硬件解码的优先级需明确。

2. 手机厂商与 OEM：优化软件解码适配，统一配置标准

手机厂商在 AV1 落地中需承“终端适配” ，建议：

• 强制预装优化后的 dav1d 解码器：对于无 AV1 硬件解码的中低端机，需在系统中预装针对自身 SoC 优化的 dav1d 解码器，而非依赖第三方应用自行集成；
• 推动低端机硬件升级：在低端机中逐步淘汰 ARM A53 核心与 28nm 工艺，转向 A55 核心与 12nm 工艺，从硬件层面提升软件解码的性能与能耗表现；
• 公开解码能力参数：向视频平台开放设备的 AV1 解码能力（如硬件 / 软件解码、支持的 Level 等级），避免平台 “盲推” 导致的播放问题。

3. 视频平台：分层推送策略，优化用户体验

视频平台（YouTube、Meta、Netflix 等）是 AV1 内容的主要提供者，需通过技术手段平衡 “覆盖率” 与 “体验”：

• 基于设备 tier 分层推送：对高端机推送 4K@60fps 的 AV1 硬件解码内容；对中端机推送 1080p@30fps 的硬件 / 软件解码内容；对低端机推送 720p@30fps 的软件解码内容；
• 动态切换解码方式：在软件解码场景下，若检测到 CPU 负载过高或电池电量不足，自动降级为 VP9 编码，避免播放卡顿；
• 集成轻量化解码器：在应用中集成轻量化的 dav1d 解码器，适配 older 设备的系统版本（如 Android 10 及以下），扩大覆盖范围。

AV1 的移动端未来：从 “高端尝鲜” 到 “全 tier 普及”

从白皮书的内容来看，AV1 在移动端的落地已进入 “加速期”：高端机通过硬件解码实现最优体验，中低端机通过软件解码完成过渡，2026 年后中端机硬件解码逐步渗透，最终在 2028-2029 年实现全 tier 覆盖。这一过程中，我们需关注三个核心方向：

1. 硬件层面：跟踪 SoC 的 AV1 硬件解码进展，尤其是中端芯片的成本控制技术；
2. 软件层面：深入理解 dav1d 的优化逻辑，掌握 NEON 指令、CPU 核心适配等关键技术；
3. 生态层面：参与行业基准模型的制定，推动跨方（芯片 – 手机 – 平台）的数据互通。

AV1 的价值不仅在于 “省流量、省电量”，更在于其开源属性为移动端视频生态带来的 “降本增效”。当所有 tier 的设备都能流畅播放 AV1 视频时，用户、运营商、平台、厂商将实现多方共赢，这也是 AV1 成为下一代视频编码标准的核心底气。