近兩年的社交應用中,，短視頻,、直播類應用出現(xiàn)了爆發(fā)式增長，除了年輕人對各類視頻,、直播app的追捧,，線上教育類app也是層出不窮,。視頻和圖像數(shù)據(jù)急劇增長,，隨之而來地給數(shù)據(jù)中心帶來了巨大的挑戰(zhàn)。服務器,、硬件以及基礎設施的體量越來越大,，導致企業(yè)資本開支（CAPEX）不斷增加，而視頻流量的暴漲也加速了企業(yè)運營開支（OPEX）的投入,，這成為了如今視頻與圖像處理領域面臨的兩大痛點,。為此，賽靈思推出了雙管齊下的音視頻處理戰(zhàn)略：一是傳統(tǒng)的基于 FPGA的高質量軟 IP 解決方案,，二是賽靈思最新的基于 Zynq UltraScale+ EV的高密度固化硬 IP 解決方案,，為業(yè)內帶來一場全新的“視頻處理加速”。
近日,，賽靈思在北京辦公室舉辦了一場視頻加速媒體溝通會,，賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經(jīng)理Sean Gardner向媒體介紹了賽靈思的視頻處理加速方案以及最新的基于 Zynq UltraScale+ EV的解決方案，并接受了記者的采訪,。
賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經(jīng)理Sean Gardner先生
視頻和圖像處理面臨的挑戰(zhàn)
視頻直播是一個巨大的市場,，也是最貴的一項業(yè)務。賽靈思預估,，視頻直播的市場到2021年將會達到700億美金,。與此同時，越來越多的操作轉移到手機上,，移動視頻增長速度非?？欤谥袊鲩L尤為突出,。
賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經(jīng)理Sean Gardner先生介紹,，視頻分為兩類，一類是基于文件的,，另一類是直播,。基于文件的視頻由于準備時間比較長,，需要的資源會比較少,；而直播由于準備時間比較短，需要的資源也就相對比較多,。
此外,，視頻的總量在不斷增長，而且清晰度也在不斷提高,，算法越來越復雜?，F(xiàn)在多數(shù)視頻都采用H.264的方式來處理，未來4K,、8K手機或電視清晰程度會高很多,，需要更多的帶寬,。隨著5G技術的部署，需要新的算法,，如HEVC或者AV1,，來控制帶寬。
帶寬開支(OPEX)
直播公司每年在帶寬上花費了大量的投入,。YY直播的運營支出費用非常高,，原因是需要花很多的成本在帶寬和服務器上。Sean Gardner認為,，視頻壓縮可以幫助他們減少這方面的成本,。
80/20法則
Sean Gardner介紹了一個非常有名的80/20法則，就是20%的播放造成了平臺上80%的流量,，而剩下80%的頻道播放只占到這個平臺上20%的流量,。可以看到,，不同的播放的平臺,，基本上流量都是由幾個最受歡迎的頻道所提供的。
“頻道非常受歡迎就會產生很多流量,，而它產生的這些流量就會增加公司的OPEX,。而平臺上有很多不同的頻道，這些頻道日常的維護增加了公司的CAPEX,，所以我們現(xiàn)在要做的是能夠使得每一個頻道的成本最低,，同時在流量當中能夠使得每一個比特成本也是最低的?！?Sean Gardner指出從OPEX和CAPEX兩方面著手解決市場痛點,。
傳統(tǒng) FPGA 軟IP方案優(yōu)化OPEX
從OPEX方面考慮，重點是降低每比特成本,，實現(xiàn)高質量低比特率,。
現(xiàn)在所有視頻基本都是在軟件中進行處理的，比如英特爾的XEON加速器,。問題是,，當壓縮比較好的時候，速度就會變慢,；如果壓縮不夠,，成本就會很高,，在壓縮效率和處理速度中需要進行權衡,。在速度和質量中也有一個權衡。
Xilinx比CPU方案相同質量下快20倍
如果壓縮的效率是相等的,，可以看到賽靈思的產品比傳統(tǒng)其他的產品速度快很多,。分別與Libvpx,、X265、X264比較,，賽靈思的產品達到了20倍,、12倍和12倍的速度。
速度快是非常重要的,，同時壓縮的效率也非常重要,。
Xilinx比其他方案相同質量下省40%比特
在視頻壓縮中，通常峰值性噪比（PSNR）越高,，說明壓縮越好,。可以看到,，賽靈思的產品可以達到同水平的PSNR,，但比特率降低40%。
公開數(shù)據(jù)顯示,，虎牙直播在2018年三季度花了2530萬美金來提高直播視頻質量,。通過使用賽靈思的產品，可以幫助虎牙這樣的直播平臺在每年省下2100萬美金的帶寬成本費用,。
由于FPGA是可編程的,，賽靈思與合作伙伴一起創(chuàng)建了豐富的解決方案，可以支持不同芯片上密度的要求,。并且賽靈思已經(jīng)與開源FFmpeg框架進行了結合,，用戶不需要成為FPGA的專家，就可以很方便地使用FPGA實現(xiàn)加速,。
據(jù)介紹,，賽靈思與Socionext合作，將新的視頻技術運用到公有云和本地數(shù)據(jù)中心,；與V-Nova合作研發(fā)新的技術,，推動低負責度編碼增強新標準落地，可以實現(xiàn)賽靈思在原來的技術和產品性能上進一步提高,，使得平臺資本開支和運營開支減少25%,。
高密度Zynq MPSoC 硬IP優(yōu)化CAPEX
從CAPEX方面考慮，重點是降低每頻道成本,，也就是實現(xiàn)高密度,。
賽靈思與Aupera合作，在三層高密度的機架上部署了48個賽靈思的ZynqSPSOC,，三層高密度的機架可以代替30個服務器,，機架當中有384個頻道，總耗能僅750瓦,。通過這樣一個解決方案,，不僅僅實現(xiàn)了成本的最優(yōu)化,，同時在密度和能耗上也實現(xiàn)了最優(yōu)。
Xilinx與Aupera合作產品競爭性能對比
與英特爾,、英偉達比較,，在尺寸、功耗,，以及最終產品的成本及每個頻道的耗能上,，都有非常明顯的優(yōu)勢。
一直以來賽靈思不斷優(yōu)化FPGA,，追求壓縮效率的不斷提高,。以5%的效率提高來算，也可以為公司省下幾百萬美金的支出,。
在直播,、監(jiān)控、游戲應用中,，低延時相當重要,。賽靈思的Zynq產品可以實現(xiàn)不同程度的延時，如超低延時,、中等延時以及高質量,、低比特率。對于企業(yè)客戶在乎的運營開支和資本開支,，只要一套軟件就可以實現(xiàn)這兩個目標,。
目前來看，傳統(tǒng)以CPU為主要算力的方案已經(jīng)無法滿足實時的視頻處理需求,，GPU和FPGA的方案將會在直播等新興視頻應用中大獲發(fā)展,。至于短視頻、直播等目前大熱的應用會不會隨著時代的發(fā)展被迅速取代,，Sean Gardner認為,，長久來看，圖像和視頻溝通的效率更高,，在娛樂,、智能零售、增強現(xiàn)實,、導航等更多的應用中,，視頻和圖像都會有越來越多的應用，這也是賽靈思決定在視頻與圖像處理業(yè)務擴大投入的重要原因,。