被視頻直播催熟的實(shí)時(shí)服務(wù)器會(huì)掀起場(chǎng)景化一體機(jī)的風(fēng)暴嗎？

（文/電子發(fā)燒友網(wǎng) 張慧娟）從實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器一體機(jī)入手，賽靈思（Xilinx）有多大機(jī)會(huì)革新服務(wù)器的垂直賽道？

場(chǎng)景需求明確、部署成本降低、易于部署管理，應(yīng)該是一體機(jī)的三大突出優(yōu)勢(shì)，這或許也未來(lái)在更多垂直賽道上一體機(jī)的發(fā)展思路。

自適應(yīng)和智能計(jì)算企業(yè)賽靈思近日宣布推出兩款實(shí)時(shí)計(jì)算視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼一體機(jī)，基于賽靈思新型的實(shí)時(shí)服務(wù)器（RT Server）參考架構(gòu)。針對(duì)電子競(jìng)技與游戲直播平臺(tái)、社交與視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程直播教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和視頻直播等，與軟件的架構(gòu)或固定架構(gòu)解決方案相比，能顯著降低總擁有成本（TCO）。

飛速增長(zhǎng)的視頻直播業(yè)務(wù)產(chǎn)生兩大痛點(diǎn)

全球?qū)崟r(shí)視頻流總市值將在2026年達(dá)到940億美元。根據(jù)SuperData、高盛集團(tuán)全球投資研究的數(shù)據(jù)，主打視頻直播的YouTube和Twitch用戶規(guī)模，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他視頻點(diǎn)播和音頻平臺(tái)用戶的數(shù)量，視頻占據(jù)了網(wǎng)絡(luò)流量的90%以上。

視頻直播內(nèi)容龐大，且需要進(jìn)行大量計(jì)算，對(duì)于帶寬的占用也很驚人。

虎牙直播是中國(guó)排名第一的游戲直播平臺(tái)，在2019年第四季度，帶寬成本上升40%，達(dá)到3240萬(wàn)美元，這一方面是由于用戶規(guī)模增長(zhǎng)，另一方面也是為了提高視頻質(zhì)量。

賽靈思數(shù)據(jù)中心事業(yè)部視頻產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Aaron Behman算了這樣一筆賬，假設(shè)視頻直播的供應(yīng)商，在網(wǎng)上同時(shí)有10萬(wàn)個(gè)視頻流。如果把帶寬和編碼的比特率降低30%的話，那么，每年可以節(jié)省2200萬(wàn)美元，在3年的時(shí)間里可以節(jié)省6600萬(wàn)美元。這是一筆巨大的成本節(jié)約！

Twitch發(fā)布的一篇技術(shù)文章中，提到過實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼所面臨的痛點(diǎn)。下圖生動(dòng)描述了視頻直播平臺(tái)內(nèi)部的運(yùn)行情況，如左邊紅色區(qū)域所示，20%的視頻流吸引了80%的觀眾。非常關(guān)鍵的是，讓供應(yīng)商在管理帶寬成本的同時(shí)還要保持視頻質(zhì)量。與之相對(duì)的是（右邊）藍(lán)色區(qū)域，它包含了其他網(wǎng)上直播的視頻流，這個(gè)領(lǐng)域供應(yīng)商必須要關(guān)注保持最低成本，主要是通過控制通道的數(shù)量和盡可能地提高密度。這也就是說，對(duì)于少量收視率較高的直播視頻，需要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的轉(zhuǎn)碼；而對(duì)于大量收視率較低的視頻，需要高密度轉(zhuǎn)碼。這是直播視頻當(dāng)前的兩大痛點(diǎn)。

雙管齊下的視頻轉(zhuǎn)碼一體機(jī)

針對(duì)這兩大痛點(diǎn)需求，賽靈思推出了基于Alveo U30的高通道密度視頻轉(zhuǎn)碼一體機(jī)和基于Alveo U50的超低比特率視頻轉(zhuǎn)碼一體機(jī)。

高通道密度視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼一體機(jī)專為實(shí)現(xiàn)每通道成本最小化而開發(fā)，可集成多達(dá)8張Alveo U30數(shù)據(jù)中心加速卡。

U30加速卡與最新的實(shí)時(shí)一體機(jī)同步推出，可以滿足通過外形小巧的加速卡實(shí)現(xiàn)高密度視頻處理的需求。它基于Zynq UltraScale+ MPSoC，這是一種功耗優(yōu)化型的全可編程片上系統(tǒng)（SoC），集成了用于超高清視頻的視頻編解碼器和圖形引擎。U30卡同時(shí)支持H.264和HEVC（H.265）編解碼器，并且每卡能傳輸16個(gè)1080p30通道。

超低比特率優(yōu)化的視頻轉(zhuǎn)碼一體機(jī)專為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量直播視頻而開發(fā)，同時(shí)有助于降低帶寬成本。可搭載8張Alveo U50加速器卡。

Alveo U50卡基于賽靈思UltraScale架構(gòu)，并采用75瓦小型封裝，內(nèi)置8GB HBM2、100GbE網(wǎng)絡(luò)和PCI Express 4.0 。U50可支持7個(gè)全高清1080p60通道，另外還提供8個(gè)完整的ABR階梯（全部采用x265中等預(yù)置）。

值得一提的是，這款轉(zhuǎn)碼版的一體機(jī)僅是賽靈思在視頻直播這條賽道上的先期嘗試，其未來(lái)的技術(shù)路線圖將會(huì)融入更多新技術(shù)，比如機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能，據(jù)透露，集成賽靈思所收購(gòu)的深鑒科技DPU技術(shù)的版本，將會(huì)在今年8月到10月間推出。

場(chǎng)景化一體機(jī)需要交鑰匙工程

實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼一體機(jī)整個(gè)市場(chǎng)空間其實(shí)并不大，這個(gè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手主要包括英特爾、英偉達(dá)，此外還有博通、Netint等，不過這兩家主要以芯片或板級(jí)產(chǎn)品為主。賽靈思的一體機(jī)，優(yōu)勢(shì)在于可為用戶提供可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)、確保用戶更快部署、降低總體擁有成本。

這次全新產(chǎn)品的交付方式對(duì)賽靈思來(lái)說也是一次新的探索。

軟件優(yōu)化的解決方案堆棧基于AMD X86架構(gòu)服務(wù)器處理器，可以運(yùn)行音頻、廣告植入等任務(wù)。軟件優(yōu)化的解決方案堆棧最底層是賽靈思Alveo加速器卡；上一層是賽靈思加速器二進(jìn)制文件（XCLBIN），可進(jìn)行編碼、解碼處理；再上一層是賽靈思媒體加速API（XMA）和賽靈思運(yùn)行時(shí)API（XRT），可支持系統(tǒng)更高層次的應(yīng)用。

開發(fā)者不需要具備FPGA經(jīng)驗(yàn)，通過插件就可完成更改。下圖標(biāo)黃部分顯示，開發(fā)者僅需更改20個(gè)字符就可實(shí)現(xiàn)加速。

這兩款新型一體機(jī)均采用FFmpeg框架而構(gòu)建，為系統(tǒng)開發(fā)者提供了通用的API，方便他們快速替換現(xiàn)有軟件和基于GPGPU轉(zhuǎn)碼器基礎(chǔ)設(shè)施。軟件合作伙伴構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)FFmpeg層之上運(yùn)行的應(yīng)用。HEVC編解碼器以組件化的方式從頭開始重新構(gòu)建，以便于提供更強(qiáng)的編解碼器控制（低至幀級(jí)），支持系統(tǒng)集成商調(diào)整幀率控制，并精細(xì)調(diào)節(jié)其他參數(shù)以優(yōu)化視頻質(zhì)量和比特率，從而適應(yīng)特定的最終應(yīng)用。兩種新一體機(jī)都可以在1080p30 分辨率和x264中級(jí)（Medium）預(yù)置條件下，將 H.264 x264的成本、占板面積和功耗降低4 倍。

這兩款新型一體機(jī)均采用1RU機(jī)柜安裝規(guī)格，支持完整的Docker容器和Kubernetes管理功能，能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)展部署。

一體機(jī)未來(lái)有望進(jìn)入更多垂直領(lǐng)域

賽靈思數(shù)據(jù)中心事業(yè)部中國(guó)區(qū)高級(jí)銷售總監(jiān)鐘屹介紹，賽靈思自兩年前發(fā)布了DC First（數(shù)據(jù)中心）戰(zhàn)略以來(lái)，目前收效驚人。Q4 FY20跟FY19同期相比，增長(zhǎng)77%，在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心增幅較大。對(duì)于FY21財(cái)年目前也有很好的預(yù)期，特別是在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心方面。

他強(qiáng)調(diào)，賽靈思在數(shù)據(jù)中心始終聚焦于生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)擴(kuò)展。FY20財(cái)年有接近1000個(gè)合作伙伴加入Alveo生態(tài)，目前已發(fā)布了超過130個(gè)基于Alveo的應(yīng)用。

據(jù)Aaron Behman透露，賽靈思和全球七大超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心都有密切合作，這次推出的一體機(jī)主要是針對(duì)視頻轉(zhuǎn)碼的需求，此外，還有定制化或一站式解決方案的產(chǎn)品形式，包括自適應(yīng)的解決方案。

而諸如數(shù)據(jù)加速、數(shù)據(jù)分析、金融科技還有HPC等其他類型的工作負(fù)載，賽靈思也在積極的跟進(jìn)中，這些領(lǐng)域或許都是一站式交鑰匙一體機(jī)的藍(lán)海市場(chǎng)。

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