作者：张健keya
来源：半导体行业观察
2000年之前，我们看的视频大部分是从电视上获得的，在2000~2012年间，出现了网络平台上的视频播放，主要是以文件为基础，播放系统用的主要是CPU和相应的软件，那时，无线网络主要是3G或者是早期的LTE，那样的网络没有办法支持直播，只能放一些比较短的视频。
2013年之后，视频直播出现了，这时，系统使用的是CPU+GPU+FPGA。而当下的5G网络有能力实现无瑕疵的直播，这时候的计算能力也提升了很多，特别是GPU和FPGA性能的提升，可以和5G网络实现完美的配合，使视频直播可以完美呈现在手机上。
目前，在直播系统当中，不同技术融合之后，在市场上催生了一些新的应用，实现了百花齐放。对此，赛灵思视频与图像处理高级市场营销经理Sean Gardner先生表示，如果你的工具箱里只有一种工具，效果就不是很好，但是如果我要做一件事情，工具箱有各种各样的工具，灵活度就会更高一些。CPU、GPU和FPGA有各自的优势，所以，在各种应用当中，工具箱里的工具越多越好。
目前，赛灵思正在向平台性公司过渡，并将业务重点聚焦在了数据中心上，而视频就是其中的一个重要板块。对此，赛灵思数据中心高级销售总监William Zhong先生表示，中国市场增长很快，短视频很流行。而美国的情况有所不同，美国视频市场被那几家巨头把持着，而中国除了华为、阿里、腾讯，还有很多直播平台，如YY、虎牙、斗鱼，还有快手等，这些都是年轻人的活动空间，这一块很有发展空间，而且他们的动力十足，所以，这种速度和效率不久以后就可以展现出来。
视频和图像有着不同的应用，但是在所有应用当中有一个共同点，那就是数据中心和云扮演着越来越重要的角色。在视频，特别是直播应用领域，赛灵思采取的是双管齐下的发展策略，以解决市场应用痛点。双管齐下的战略包括两个部分：一是该公司传统的软IP解决方案，二是赛灵思最新视频Zynq UltraScale+ EV战略，EV代表的是视频器件。
如果从宏观层面来看行业的话，现在的市场和客户的痛点主要有两个，分别是公司的资本开支和运营开支。资本开支就是CAPEX，主要是公司平时需要进行一些基础设施建设费用。运营开支是OPEX，主要是日常运营所需要的费用。
CAPEX方面，服务器、硬件以及基础设施的体量越来越大，所以开支越来越多。OPEX方面，一般性的运营费用当中，越来越多的CDN，也就是内容分发网络成本的占比越来越高。
还是回到视频直播，虽然视频直播的体量比文件视频的体量小，但是增长速度非常快。据统计，到2021年，该市场规模将会达到700亿美金。
视频的量在不断增长，清晰度也在不断提高。10年前，大多数电视的分辨率是480P，有些可以达到720P，但是，最近华为推出了一个5G的TV，清晰度达到了8K。与此同时，算法也越来越复杂，因为我们需要这些复杂的算法对视频进行压缩。
目前，很多视频网站平台要花很多成本在带宽上。而这些平台最为关心的就是如何降低OPEX和CAPEX。要降低OPEX，就要降低单一频道的每bit成本，而要降低CAPEX，则是要提升压缩效率，以降低每一个频道的成本。
在解决以上问题方面，FPGA是有优势的，因为它是可编程的，它和软件一样，如Virtex VU9P，如下图所示，左边是帮助平台客户管理他们的运营开支，并且管理他们的带宽。还有高密度的产品Zynq MPSoC，用于降低CAPEX。
目前，这些视频基本都是通过软件进行处理的，以英特尔的XEON加速器为例，我们可以把下图中每个柱状当成带宽，当压缩比较好的时候，速度就会变慢，如果压缩做的不到位或者不进行压缩的话，成本就会很高。在压缩的效率和处理速度之间，总归要做一个权衡。如果想要速度快的话，压缩的效率就会降低。所以，现在很多公司被迫去选择效率较低的压缩，因为他们想要速度。
传统的软件x265 medium处理出来的效果是很好的，但是时间很长。赛灵思HEVC可以将处理的时间变短，质量也不错。
如果压缩的效率是相等的，赛灵思的产品比传统方案速度快很多，Sean Gardner表示，我们比较了Libvpx，我们还和x265、x264进行了比较，赛灵思的速度可以是竞争方案的12倍和20倍。同时，压缩的效率也不错。
我们在比较视频压缩的时候，通常会比较压缩的扭曲或者失真的程度，比如，我们会比较英伟达和英特尔的产品。在这当中，会看PSNR值，就是峰值信噪比，如果PSNR高的话，说明压缩更好。赛灵思的产品可以达到同水平的PSNR，但是赛灵思的比特率却降低了40%。
虎牙直播在2018年三季度的财报当中指出，他们在一个季度当中花了2530万美金，用于让视频直播质量能够有所提高。对此，Sean Gardner表示，如果我们可以帮它省40%或者30%的话，会是什么样的结果呢？我们可以看一下和英伟达的比较，拿我们的产品和他们比较的话，他们的直播必须到4Mbps的速度，我们只需要2.8Mbps。通过使用赛灵思的产品，我们可以帮助虎牙这样的直播平台每年省下2100万美金的带宽费用。
“因为我们的产品就像软件一样，是可编程的，所以我们有着多种多样的解决方案，这些解决方案都是我们和我们的合作伙伴一起创建的，这样，我们可以支持不同芯片密度的要求”，Sean Gardner说：“Socionext一直是我们非常好的合作伙伴，他们用赛灵思产品做了新的视频系统，这些视频系统和技术不仅在公共云上，同时也可以在本地实现。”
据悉，赛灵思与V-Nova正在研发一项新技术，该技术将推动一个新的标准，标准的名字叫低复杂度编码增强。有了这样一个技术，甚至可以在赛灵思原来的技术和产品上进一步提高，使得平台资本开支和运营开支都减少25%。
下面谈一下降低CAPEX，赛灵思的另外一个合作伙伴是Aupera，他们有三层高密度的机架，机架上一共有48个赛灵思的Zynq MPSoC，三层高密度的机架可以代替30个服务器，机架当中有384个频道，总功耗只有750瓦。通过这样一个解决方案，不仅实现了成本的最优化，同时在密度和能耗上也实现了最优。
Sean Gardner表示，这个产品和英特尔、英伟达的比较，不管是在体积还是能耗上，都有明显的优势，与英特尔相比，赛灵思的图像清晰度和质量会高很多。因为FPGA是可编程的，也会随着时间的推移不断进步，我们一直以来在优化FPGA，希望不断提高压缩的效率。虽然我们每年提高5%，这个数字看上去好像很小，然而，细算一下，只要省下30%，就等于帮助公司省了2000万美金，所以，5%的提高也可以为客户节省几百万美金。
另外，通过Zynq产品可以实现不同程度的延时，对于很多应用来说，低延时对他们来说非常重要，比如视频的合作，还有监控录像，包括直播游戏等等，很多都需要超低延时。
Sean Gardner表示，对于客户来说，他们要控制的是运营开支和资本开支，他们只要用一套软件就可以实现这两个目标。现在已经有了不断扩大的硬件生态系统，我们有很多合作伙伴，比如inspur，该公司正在中国展销新的加速卡。我们有相同的器件，但是它的配置是不一样的。我们不仅和加速卡制造商合作，同时，这些器件也可以在公共云当中看到，比如亚马逊、华为、百度、阿里巴巴等。
总之，通过这种双管齐下的策略和解决方案，不仅可以帮助客户减少运营开支，还可以减少资本开支，帮助公司大量减少他们采购的服务器数量，因为FPGA方案可以提高它的密度。另外，通过对运营开支的管理，也就是对于带宽的管理，可以帮助客户大量减少OPEX开支，帮助行业节省更多资源。
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