Xilinx视频加速技术“双管齐下”,剑指OPEX和CAPEX

随着5G技术的成熟商用,视频将变得越来越普及。即将迎来爆发的视频市场也孕育着近两千亿的巨大商机——调研机构 Rethink research 表示,到 2021 年直播视频将达到 700 亿美元规模,而非直播视频内容将达到接近 1000 亿美元规模。

2019年12月13日,LiveVideoStackCon 2019音视频技术大会第二场如期在深圳举行,赛灵思继续联合众多视频处理领域的合作伙伴共同为业界带来了精彩的演讲和实例演示。

阿里巴巴展台

阿里巴巴现场展示了 FaaS图片/视频转码方案,易维护,多格式的优势。在处理速度上就图片而言,可比传统 CPU 服务器快6倍以上,计算延迟减少3倍以上。对于用户来讲更是绕开了底层硬件实现的难题,真正做到与软件使用感受完全一致。

Deepoly(深维科技)展台

Deepoly(深维科技)现场也演示了其 ThunderImage JPEG2JPEG 方案,从并发度、吞吐量、处理延迟等各个方面都大幅超越 CPU。

CTACCEL 展台

CTACCEL 现场演示了 FPGA 图像处理加速方案。

Aupera 展台

Aupera (傲睿智存)演示了高密度视频处理和实时嵌入式AI 方案,实现了33倍于CPU软件方案的性能以及75%的延迟减少。

同期,赛灵思专家联合合作伙伴共同设立视频加速专场,与业内人士共同就这接近1700亿美元的市场进行了更细节化的探讨。赛灵思认为,激增的视频无疑将给数据中心架构带来巨大的压力。面对巨大的视频处理工作负载,两大成本挑战横亘在数据中心企业面前:一个是 CAPEX (资本支出)成本,指的是处理海量视频不断增加的服务器和其它硬件等数据中心设施的费用;而另一个则是OPEX(运营支出),指的是与视频流/带宽或内容分发网络(CDN)相关的成本支出。


与之相应的基础设施成本将越来越高,面对上千亿的视频处理商机这个大蛋糕,数据中心行业如何迅速升级换代,把握机遇获取红利?为解决上述行业痛点,赛灵思的方案便是双管齐下的视频处理战略:传统的基于 FPGA 的高质量软 IP 解决方案;以及赛灵思最新的基于 Zynq UltraScale+ EV的高密度固化硬 IP 解决方案。两大方案的开发基于赛灵思同一个软件平台实现。

视频软IP策略:高质量+低比特率

在处理视频时,压缩效率和处理速度是必须要权衡的关键。因为压缩效率越高,视频的处理速度越慢。许多企业出于希望处理速度快的目的,被迫放弃视频的压缩效率。而赛灵思 HEVC 算法可以兼顾压缩效率和处理速度。在 HEVC 编解码器上运行的 Xilinx FPGA 与 CPU 相比,编码速度提高了 20 倍。与 GPU 相比,在相同的视觉效果下比特率降低了 40%。这可帮助各公司将带宽消耗降低 30%,每年为 10 万个数据流节省 2 千多万美元的成本。


在比较压缩效率的时候,通常会以压缩的失真程度来评判效率的高低。与英伟达的产品相比,在同一峰值信噪比下,赛灵思产品用的到比特只是英伟达的 40%。这意味着如果使用英伟达的产品,视频的播放/直播必须在 4M 的速度;而如果使用赛灵思的产品,只需 2.8M。公开数据显示,虎牙直播在 2018 年三季度话费 2530 万美金来提高直播视频质量。通过使用赛灵思的产品,可以帮助虎牙这样的直播平台在每年省下 2100 万美金的带宽成本费用。

由于 FPGA 可编程的特性,赛灵思还与合作伙伴一起创建了丰富的解决方案,可以支持不同芯片上密度的要求。当前,赛灵思已经与开源 FFmpeg 框架进行了结合,用户不需要成为 FPGA 的专家,就可以很方便地使用 FPGA 实现加速。

Zynq UltraScale+ EV战略:高密度

传统以 CPU 为主的计算模式显然已经无法提供更加高效、更低成本的方案,GPU 与 FPGA 则是不错的产品。不过与 GPU 相比,FPGA 由于具备可编程性且功耗更低,因此执行效率和成本控制更加出色,这也是赛灵思推出 Zynq UltraScale+EV 战略的根本。

如何在压缩的效率和处理速度中找到一个均衡点,是许多厂商迫切想要解决的问题。在比较视频压缩时,赛灵思通常会比较压缩扭曲或是失真程度,会得到 PSNR 比值即峰值性噪比,如果 PSNR 峰值性噪比高则说明压缩更好。与英特尔、英伟达的产品对比,赛灵思可以达到同水平的峰值性噪比,且比特只有原来的 40%。


以赛灵思合作伙伴之一的 Aupera 公司为例。该公司三层高密度机架一共放了 48 个 Zynq MPSOC,这三层高密度机架替代了 30 个服务器,机架当中可容纳 384 个频道,总耗能仅为 750 瓦。此方案不止实现了成本的最优化,也实现了密度和能耗的最优化。此外,很多应用对低延时有着较高的要求,赛灵思 Zynq 还可以实现超低延时、中等延时、高质量低比特率。

结语

赛灵思双管齐下的解决方案,一方面可以帮助行业减少运营开支,另外一方面可以减少资本开支,帮助公司大量减少服务器数量,提高计算密度。此外,通过赛灵思的运营开支管理,能够帮助公司大量减少 OPEX 上的开支。通过双管齐下的方式,赛灵思帮助行业节省更多的资源。

来源:一点灵Xi

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