北京2021年12月20日 /美通社/ -- 2022北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)將實(shí)現(xiàn)超高清電視全程直播。或許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，像奧運(yùn)會(huì)、世界杯、洲際運(yùn)動(dòng)會(huì)、洲際足球賽、NBA、F1等大型體育賽事的全球直播，超高清視頻將成為“新常態(tài)”，超高清視頻產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)爆發(fā)性增長(zhǎng)。

超高清視頻是指具有4K或8K分辨率的視頻。按國(guó)家工信部、廣電總局、中央廣電總臺(tái)制訂的《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2019-2022年）》，到2022年，中國(guó)超高清視頻產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模將超過(guò)4萬(wàn)億元，超高清視頻用戶數(shù)達(dá)到2億。

VPU是超高清視頻普及的關(guān)鍵技術(shù)

雖然超高清視頻將帶來(lái)畫(huà)質(zhì)的大幅提升，但對(duì)于傳輸、編碼和顯示的技術(shù)要求極高，特別是編碼及相關(guān)加速技術(shù)，由于關(guān)乎超高清視頻是否能夠順暢的在普通民用網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，因此是超高清視頻走向普及的關(guān)鍵性技術(shù)之一。

視頻編碼是按照特定算法對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，目前主流的編碼算法有HEVC（H.265）、AVC（H.264）等，以東京奧運(yùn)會(huì)為例，東京奧運(yùn)會(huì)的超高清直播視頻流是以 4×12G SDI 格式提供的，意味著每一秒將產(chǎn)生48GB的未壓縮原始數(shù)據(jù)。這種容量的視頻如果不經(jīng)過(guò)編碼技術(shù)進(jìn)行高效率壓縮，即使用戶的接入帶寬達(dá)到萬(wàn)兆，也無(wú)法完成實(shí)時(shí)傳輸。最終，東京奧運(yùn)會(huì)超高清視頻采用HEVC（H.265）格式編碼，提供兩種輸出規(guī)格，一種碼率為250Mbps，另一種碼率為50~100Mbps，第二種規(guī)格的視頻可以在百兆以上的民用網(wǎng)絡(luò)順暢播放。

不過(guò)，像H.265這類能實(shí)現(xiàn)更高壓縮比的視頻編碼架構(gòu)，往往包含了更加復(fù)雜的算法，要求更強(qiáng)大的計(jì)算能力，特別是實(shí)時(shí)的視頻業(yè)務(wù)對(duì)計(jì)算能力的要求更高。因此，計(jì)算技術(shù)特別是視頻信號(hào)處理芯片性能的提升，為高清視頻以及超高清視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了必要的硬件保障。在這一趨勢(shì)下，VPU應(yīng)運(yùn)而生并快速在視頻處理領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。VPU全稱Video Processing Unit（視頻處理單元），是一種專門面向AI場(chǎng)景優(yōu)化設(shè)計(jì)的視頻加速器，內(nèi)置視頻編碼、解碼和轉(zhuǎn)碼加速專用功能模塊，具有高性能、低功耗、低延時(shí)等特性，為視頻行業(yè)應(yīng)用帶來(lái)高效能的加速計(jì)算。

相比通用處理器，VPU在超高清視頻處理能力上有著巨大的性能、功耗和成本優(yōu)勢(shì)。浪潮M10A目前可支持4K編碼，其在8W超低功耗下，能夠?qū)⒊咔逡曨l的編解碼延時(shí)降低至8.6ms ，單卡最高支持4路、單機(jī)最高支持80路4K超高清視頻流的實(shí)時(shí)處理加速，并且成本相比傳統(tǒng)CPU降低95%。

如同算力、算法和數(shù)據(jù)共同驅(qū)動(dòng)了人工智能技術(shù)的發(fā)展一樣，視頻編碼算法、VPU計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，正一起推動(dòng)著高清視頻和超高清視頻業(yè)務(wù)的普及。

VPU是當(dāng)今主流視頻業(yè)務(wù)的“標(biāo)配”

如果說(shuō)超高清視頻在現(xiàn)階段還屬于VPU的潛在市場(chǎng)，那么在當(dāng)今主流的1080P以及2K視頻領(lǐng)域，VPU正逐漸成為一種“標(biāo)配”。

隨著長(zhǎng)視頻、短視頻以及直播等視頻業(yè)務(wù)的興起，我們已經(jīng)從圖文輕工業(yè)進(jìn)入到視頻重工業(yè)時(shí)代。與圖文時(shí)代相比，視頻對(duì)計(jì)算資源的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一組來(lái)自頂級(jí)視頻平臺(tái)的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，視頻處理需要上百萬(wàn)核CPU的計(jì)算算力，累計(jì)視頻存儲(chǔ)消耗高達(dá)EB級(jí)；年消耗的視頻流量帶寬接近100TB。這種量級(jí)的資源開(kāi)銷是圖文時(shí)代無(wú)法想象的，而為了處理如此龐大的視頻資源，對(duì)視頻處理單元的架構(gòu)和性能當(dāng)然也會(huì)有更強(qiáng)烈的變革需求。

在主流的視頻業(yè)務(wù)領(lǐng)域，浪潮M10A為廣泛的視頻直播、點(diǎn)播、短視頻、云游戲、視頻會(huì)議等應(yīng)用場(chǎng)景提供技術(shù)支撐。M10A支持H.264、H.265、VP9等多種視頻格式，在提高視頻編碼實(shí)時(shí)性方面做了專門的技術(shù)優(yōu)化，將1080P視頻的解碼+編碼延時(shí)降低至3ms，提供近似實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)碼體驗(yàn)。同時(shí)，M10A也具備極佳的性能功耗比優(yōu)勢(shì)，可在8W超低功耗下可以實(shí)現(xiàn)單卡16路、單機(jī)320路1080P全高清視頻處理加速。

此外，M10A非常易于部署且具備良好的主機(jī)適配性，通過(guò)成熟的K8S device plugin解決方案可輕松實(shí)現(xiàn)容器化部署，并可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的PCIE接口與各類服務(wù)器適配，提供可視化實(shí)時(shí)運(yùn)維環(huán)境。

無(wú)論對(duì)于未來(lái)的超高清視頻業(yè)務(wù)，還是當(dāng)下主流的高清視頻業(yè)務(wù)，VPU都是基礎(chǔ)性的支撐技術(shù)，它給人們帶來(lái)的是更加逼真、更加豐滿的“新視界”。