交互式流媒體涌現(xiàn)，基于5納米VPU的媒體加速卡應(yīng)運而生

數(shù)據(jù)顯示，全球視頻市場超70%的份額由直播內(nèi)容主導(dǎo)，一類新型的低時延、大容量交互式流媒體應(yīng)用正在涌現(xiàn)，例如連線觀賞、直播購物、在線拍賣和社交流媒體。針對這類視頻的爆發(fā)，AMD宣布推出 AMD Alveo MA35D 媒體加速器，該卡具備兩個5 納米基于 ASIC 的、支持 AV1 壓縮標準的視頻處理單元（ VPU ），專為推動大規(guī)模直播互動流媒體服務(wù)新時代而打造。AMD 視頻戰(zhàn)略與市場開發(fā)主管Sean Gardner和AMD 產(chǎn)品管理與營銷總監(jiān)Girish Malipeddi也就這款新產(chǎn)品與媒體溝通進行了詳細解析。

流媒體由一對多變?yōu)槎鄬Χ?/h3>

傳統(tǒng)的廣播流媒體主要由軟件和CPU提供支持，采取一對多的模式，由于視頻流的數(shù)量比較少，同時時延比較可控，因而可以用比較傳統(tǒng)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)形式來支持直播服務(wù)。

然而，下一代的直播場景主要為多對多模式，即每個人都是主播，既是數(shù)據(jù)源也是接收器，這樣的應(yīng)用場景要求把數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)的邊緣。這也意味著原來通過云集中的方式能夠獲得的經(jīng)濟效益已經(jīng)不復(fù)存在了，因此也就需要徹底改變基礎(chǔ)設(shè)施部署模式。



隨著當前流媒體直播對時延的要求越來越高，同時部署在邊緣的成本也在提高。那么新一代的實況交互式流媒體解決方案需要滿足低時延和大容量，并且優(yōu)化成本。

Alveo MA35D卡的特性

Alveo MA35D卡可通過以每流1瓦的功率每卡提供多達32路1080p60轉(zhuǎn)碼密度。Alveo MA35D的4K編碼時延最低8毫秒，僅為常規(guī)處理時間（16毫秒）的一半。Alveo MA35D具備22TOPSAI算力（INT8），可以支持非常多的新的應(yīng)用場景。在保證Alveo MA35D的成本效益方面，它的建議零售價1595美元也非常有吸引力。



相較于上一代 Alveo U30 媒體加速器，Alveo MA35D 可提供高達 4 倍的通道密度、最大 4 倍的 4K 編碼時延降低以及1.8 倍壓縮效率提升，以實現(xiàn)相同的 VMAF 分數(shù)——一種常見的視頻質(zhì)量指標。
配備8張卡的1U機架式服務(wù)器可提供256個通道，以實現(xiàn)每服務(wù)器、每機架或每數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)碼密度最大化。數(shù)據(jù)顯示，每個通道的成本是50美元，每通道的功耗是1瓦。

視頻處理單元加持，5 納米ASIC、支持AV1標準

Alveo MA35D 采用專用視頻處理單元加速整體視頻處理。通過在視頻處理單元上執(zhí)行所有視頻處理功能，可以最大限度減少 CPU 和加速器之間的數(shù)據(jù)遷移，進而降低整體時延并實現(xiàn)通道密度最大化，達到每卡高達 32 路1080p60、8 路4Kp60 或 4 路8Kp30 的轉(zhuǎn)碼密度。該平臺還針對主流 H.264 和 H.265 編解碼器提供了超低時延支持，并配備下一代 AV1 轉(zhuǎn)碼器引擎，較之同類軟件實現(xiàn)可帶來高達 52% 的比特率降低，以節(jié)省帶寬。

引入AI進行智能視頻處理

該加速器具備集成的人工智能（AI ）處理器和專用視頻質(zhì)量引擎，旨在以更低的帶寬提升體驗質(zhì)量。AI 處理器會逐幀評估內(nèi)容并動態(tài)調(diào)整編碼器設(shè)置，以提高感知視覺質(zhì)量，同時最大限度降低比特率。優(yōu)化技術(shù)則包括用于文本和面部分辨率的感興趣區(qū)域（ ROI ）編碼、用于糾正劇烈運動和復(fù)雜場景的偽影檢測，以及用于比特率優(yōu)化預(yù)測洞察的內(nèi)容感知編碼。通過引入人工智能分析視頻的內(nèi)容，能夠更高效地把這種動態(tài)的內(nèi)容傳導(dǎo)給編碼器。



以下這兩張圖像都是按照同樣的比特率進行壓縮，右邊使用AI技術(shù)加轉(zhuǎn)碼呈現(xiàn)的圖片質(zhì)量明顯優(yōu)于左邊的。具體來說是通過AI對重點區(qū)域（比如對人臉、文本的探知）進行資源配置，使得客戶或者流媒體服務(wù)供應(yīng)商可以做更加激進的壓縮，降低比特率，同時還能夠保證質(zhì)量。



該平臺可通過 AMD 媒體加速軟件開發(fā)套件（SDK）訪問，支持廣泛使用的FFmpeg和Gstreamer視頻框架，易于開發(fā)。若客戶有自己的框架，也可與該媒體加速器API接口連接。

與CPU/GPU相比，媒體加速器處理數(shù)百萬級流視頻更有優(yōu)勢

相對于CPU和GPU來說，媒體加速器也并非與之為替代關(guān)系，而是互相補充。CPU可以針對少數(shù)的流媒體提供非常高性能的壓縮。GPU更適合要求圖像呈現(xiàn)的應(yīng)用場景。而若是幾百萬個流視頻，專用的媒體加速器更有優(yōu)勢。另外，在流媒體功耗方面，跟Alveo MA35D相比GPU卡功耗要高很多。

當然，也有一些應(yīng)用需要三者協(xié)作來實現(xiàn)成本效益和高性能的解決方案。例如云電競或云游戲，GPU盡可能多的去呈現(xiàn)游戲內(nèi)容，Alveo MA35D完成所有的低時延高質(zhì)量的編碼，EPYC CPU可以完成所有的應(yīng)用級的系統(tǒng)處理。這樣的組合能夠給客戶提供最高的密度，同時以非常優(yōu)惠的價位和很低的功耗來實現(xiàn)。



Alveo MA35D 媒體加速器現(xiàn)已提供樣品，預(yù)計在第三季度量產(chǎn)出貨。為加速開發(fā)，早期試用計劃（ EarlyAccessProgram）正面向相關(guān)客戶開放，其中包含用于架構(gòu)探索的全面文檔和軟件工具。

交互式流媒體已經(jīng)成為一種社交方式和商業(yè)模式，考慮到基礎(chǔ)設(shè)施部署的經(jīng)濟性，要降低資本和運營支出，那么AMD推出的AlveoMA35D以其專門優(yōu)化視頻處理的優(yōu)異性能和有效降低成本的特性，必將擁有巨大的市場潛力。