北京2021年12月20日 /美通社/ -- 2022北京冬奧會、冬殘奧會將實現(xiàn)超高清電視全程直播。或許在不遠(yuǎn)的將來，像奧運會、世界杯、洲際運動會、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)也將迎來爆發(fā)性增長。
超高清視頻是指具有4K或8K分辨率的視頻。按國家工信部、廣電總局、中央廣電總臺制訂的《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》，到2022年，中國超高清視頻產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模將超過4萬億元，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畫質(zhì)的大幅提升，但對于傳輸、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，以東京奧運會為例，東京奧運會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)到萬兆，也無法完成實時傳輸。最終，東京奧運會超高清視頻采用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，像H.265這類能實現(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，要求更強大的計算能力，特別是實時的視頻業(yè)務(wù)對計算能力的要求更高。因此，計算技術(shù)特別是視頻信號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。在這一趨勢下，VPU應(yīng)運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場景優(yōu)化設(shè)計的視頻加速器，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、低延時等特性，為視頻行業(yè)應(yīng)用帶來高效能的加速計算。
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。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超高清視頻流的實時處理加速，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)動了人工智能技術(shù)的發(fā)展一樣，視頻編碼算法、VPU計算能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，正一起推動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”
如果說超高清視頻在現(xiàn)階段還屬于VPU的潛在市場，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)時代。與圖文時代相比，視頻對計算資源的需求呈指數(shù)級增長。一組來自頂級視頻平臺的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，視頻處理需要上百萬核CPU的計算算力，累計視頻存儲消耗高達(dá)EB級；年消耗的視頻流量帶寬接近100TB。這種量級的資源開銷是圖文時代無法想象的，而為了處理如此龐大的視頻資源，對視頻處理單元的架構(gòu)和性能當(dāng)然也會有更強烈的變革需求。
在主流的視頻業(yè)務(wù)領(lǐng)域，浪潮M10A為廣泛的視頻直播、點播、短視頻、云游戲、視頻會議等應(yīng)用場景提供技術(shù)支撐。M10A支持H.264、H.265、VP9等多種視頻格式，在提高視頻編碼實時性方面做了專門的技術(shù)優(yōu)化，將1080P視頻的解碼+編碼延時降低至3ms，提供近似實時的轉(zhuǎn)碼體驗。同時，M10A也具備極佳的性能功耗比優(yōu)勢，可在8W超低功耗下可以實現(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，通過成熟的K8S device plugin解決方案可輕松實現(xiàn)容器化部署，并可通過標(biāo)準(zhǔn)的PCIE接口與各類服務(wù)器適配，提供可視化實時運維環(huán)境。
無論對于未來的超高清視頻業(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)，它給人們帶來的是更加逼真、更加豐滿的“新視界”。
