賽靈思：FPGA視頻加速，解決行業(yè)兩大痛點

2019年8月23日，賽靈思在京召開媒體采訪會。會上，賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經(jīng)理Sean Gardner先生向大家介紹了公司關于視頻加速的相關方案。

賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經(jīng)理 Sean Gardner

近幾年，視頻直播非常流行，從而出現(xiàn)了各大直播平臺和小視頻平臺。預計到2021年，全球視頻直播市場將會達到700億美金，并且增長速度非?？?。在5G到來之后，視頻總量還會不斷增加，大部分的視頻是會以直播的形式出現(xiàn)。

數(shù)據(jù)中心企業(yè)的痛點

隨著視頻的快速增長，數(shù)據(jù)中心企業(yè)的痛點主要有兩個，分別是資本開支和運營開支。

·資本開支：CAPEX，指公司在平時需要進行一些基礎設施建設的相關開支和費用，比如像硬件、基礎設施等等都是屬于CAPEX。

·運營開支：OPEX，指平時日常運營公司所需要的費用和開支。

現(xiàn)在，服務器、硬件以及基礎設施的體量越來越大，所需的資本開支越來越多。再加上內容分發(fā)網(wǎng)絡成本的占比越來越高，導致運營開支也在不斷增加。

具體來說，企業(yè)的痛點體現(xiàn)在三個地方：

●視頻直播需要更多資源

視頻文件分為兩類，一類是基于文件的，另外一類是直播。前者準備時間較長，需要的資源少。后者是實時性的，準備時間非常短，需要占用大量的資源。以NETFLIX和Twitch兩個網(wǎng)站為例。NETFLIX就是以文件為基礎的視頻播放網(wǎng)絡，它可能在每小時當中處理文件的數(shù)量比較少，需要的資源也比較少。而Twitch是一個游戲視頻直播網(wǎng)站，在每小時內可能有10萬個文件需要同時處理，需要大量的資源。

網(wǎng)站NETFLIX與twitch的logo（來源：網(wǎng)絡）

●管理和控制帶寬

視頻總量在不斷增長的同時，清晰度也在不斷提高。在十年前，大多數(shù)人的電視清晰度差不多是480P，有些人可以達到720P。但是，最近華為發(fā)布的5G智慧屏電視，清晰度達到了8K，也就是說在同樣時間內要處理的像素增加了96倍。大量待處理的像素，不斷增加的視頻總量，導致需要更多的帶寬。每年各大視頻直播平臺都在帶寬上投入了大量的金錢。

解決的辦法只有一個：視頻壓縮。視頻壓縮可以控制和管理帶寬，節(jié)省企業(yè)在帶寬方面的運營支出。對視頻進行壓縮需要利用算法來實現(xiàn)。隨著清晰度的提高，算法也日益復雜。尤其是在5G部署后，需要新的算法來控制帶寬。

●80/20法則

每個視頻平臺都有幾百萬、幾千萬個視頻文件，而平臺的流量基本上都是由幾個最受歡迎的頻道提供的。如果一個頻道非常受歡迎，它就會產(chǎn)生流量，進而增加了企業(yè)的運營開支。同時，平臺上有幾百萬個不同的頻道，這些頻道的日常維護是企業(yè)的資本開支。如何能使每個頻道的成本降到最低，且流量中每比特的成本也降到最低，是企業(yè)需要解決的問題。

80/20法則（來源：網(wǎng)絡）

有一個非常有名的原則叫“80/20法則”。其意思是：20%的播放造成了平臺上80%的比特，也就是它的流量，因為看它的人很多；剩下80%的頻道播放只占到這個平臺上20%的流量。以頻道Safe City為例，雖然旗下還有很多子頻道，但是沒有多少人觀看，在資本開支上就有很大負擔。而像電競體育競賽類直播就有很多人觀看，給平臺運營開支帶來了很大的壓力。如何在資本開支和運營開支間取得一個平衡十分重要。

雙管齊下，解決痛點

1．DCG視頻軟IP策略：高質量/低比特率策略

此方案是幫助企業(yè)管理運營開支，即管理帶寬，重點關注每比特的成本。

在處理視頻的時候，必須要權衡壓縮效率和處理速度。因為壓縮效率越高，視頻的處理速度越慢?，F(xiàn)在很多企業(yè)出于希望處理速度快的目的，而被迫放棄視頻的壓縮效率。

然而，賽靈思的HEVC算法可以兼顧壓縮效率和處理速度。在同壓縮效率下，賽靈思的產(chǎn)品比其他傳統(tǒng)產(chǎn)品的處理速度要快很多。與Libvpx、X265、X264相比，賽靈思的產(chǎn)品處理速度分別是其他三種的12倍、12倍和20倍。

“速度快是非常重要的，同時壓縮的效率也非常重要”Sean Gardner說道。

在比較壓縮效率的時候，通常會以壓縮的失真程度來評判效率的高低。與英偉達的產(chǎn)品相比，在同一峰值信噪比下，賽靈思的產(chǎn)品用的到比特只是英偉達的40%。也就是說，如果使用英偉達的產(chǎn)品，視頻的播放/直播必須在4M的速度；而如果使用賽靈思的產(chǎn)品，只需2.8M。假設去年一視頻平臺花在帶寬上的費用是2500萬美金，通過使用賽靈思的產(chǎn)品，每年可省下2100萬美金的帶寬成本費用。

賽靈思(左)與英偉達(右)的產(chǎn)品效果對比

值得一提的是，此產(chǎn)品是基于FPGA的，是可編程的。賽靈思有著豐富的解決方案，能夠支持不同芯片的密度要求。使用者不需要成為FPGA專家，只需輸入指令即可。

2．Zynq UltraScale+ EV戰(zhàn)略：高密度

此方案是幫助企業(yè)管理資本開支，重點關注每頻道的成本，密度越高越好。

Aupera是賽靈思的合作伙伴之一。該公司有三層高密度機架，上面一共放了48個Zynq MPSOC。這三層高密度機架替代了30個服務器，機架當中可容納384個頻道，總耗能僅為750瓦。由此可見，此方案不止實現(xiàn)了成本的最優(yōu)化，也實現(xiàn)了密度和能耗的最優(yōu)化。

賽靈思(左)與intel(右)的產(chǎn)品效果對比

還有，通過Zynq產(chǎn)品可以實現(xiàn)不同程度的延時。對于很多應用來說，低延時非常重要。賽靈思的產(chǎn)品可以實現(xiàn)超低延時、中等延時、高質量低比特率。

結語

賽靈思除了和加速卡片制造商合作之外，還和惠普、戴爾等公司進行服務器方面的合作。在公共云方面，賽靈思也與亞馬遜、華為、百度、阿里巴等公司有合作。

賽靈思為數(shù)據(jù)中心企業(yè)提供了一個雙管齊下的解決方案，一方面減少運營開支，另一方面減少資本開支。賽靈思可以幫助企業(yè)大量減少他們的服務器數(shù)量，因為賽靈思的產(chǎn)品可以提高密度。另外，賽靈思也可以幫助企業(yè)管理帶寬，大量減少企業(yè)的運營開支。這樣一個雙管齊下的方案可以幫助企業(yè)節(jié)省更多的資源。