新一代直播场景下,视频加速卡在狂奔

AV1
2023年7月18日

新一代直播场景下,视频加速卡在狂奔

原创2023-07-18 16:56·LiveVideoStack

编者按:实况直播市场究竟有多大?2021年数据显示,全球视频市场超70%的份额由直播内容主导。相较于传统的直播场景,新一代的直播场景主要为多对多模式,即每个人都是主播。在如此实时、交互式的应用场景下,低延迟、大容量、降低带宽……如何适应新的变化带来的成本压力?新的架构何时出现?带着这样的疑问,LiveVideoStackCon2023 上海站音视频技术大会邀请到AMD AECG 系统方案架构师谢旻,现场为我们详细解读AMD视频加速卡的基本架构和功能,以及在各个领域的视频解决方案中的应用。


交互式流媒体市场正快速增长。

互动直播、云游戏、在线购物…随着视频直播成为视频市场的主流,用户既是数据源也是接收器,这导致传输通道密度与实时带宽不断增加,边缘数据中心承受着大量压力。这使得新一代流媒体解决方案的出现迫在眉睫。

继Alveo U30后,AMD在今年4月份正式推出一款新的视频加速卡Alveo™ MA350D(以下简称MA350D)。


其中, 35代表Alveo U30后的新一代产品,D表示两个(dual)视频处理单元,可以同步处理32条1080p视频流。

也就是说,MA350D是针对大容量、交互式的流媒体量身定做的。

谢旻为我们总结了MA350D的四个优点:高密度,低延时,低功耗,集成简单。它可以通过以每流1W的功率每卡提供多达32路1080p60转码密度;4K编码时延最低8毫秒,仅为常规处理时间(16毫秒)的一半;支持FFmpeg和Gstream的直接命令行调用,也支持基于XMA的用户API,方便用户开发。

通过和上一代产品Alveo U30的比较,MA350D的通道密度提高了4倍、功耗降低了3倍、时延降低了4倍。

AI分析视频内容,事半功倍了吗?

值得一提的是,在MA350D的设计过程中,AMD引入了人工智能分析视频的内容。这的确是一个很好的路径,通过人工智能和机器学习的能力可以更好的理解视频的特点,比如视频复杂程度、类型,能在保证质量的同时提升工作效率。


“有了人工智能和机器学习获得的洞见和智能,我们能够以更高的效率把这种动态的内容传导给编码器。通过这样的方式我们可以在做动态视频处理的时候,降低带宽和存储要求同时提高效率。”

我们不妨来看一个这样的实际场景:在一般的晚间新闻当中,会出现一个主持人以大头像的形式向大家进行播音。但是在这个过程中,会突然出现切换到汽车或体育赛事的等动态画面,最后再切换到主持人。当主持人主持画面的时候,人工智能就能够配置编码器,降低带宽,但是在切换到体育赛事的时候,可以进行实时的动态调整。


按照同样比特率进行压缩的两张图片,没有使用AI技术的图像会产生更多瑕疵,清晰度更低。因此,AI技术可以帮助我们找到人脸,然后在人脸这个重点区域分配更多的比特,在其他区域减少比特的配置。在这张图中,人脸的部分就被叫做重点区域。通过AI可以得知哪些是重点区域,并且在处理的时候,配置不同的资源。这就使得客户或者是流媒体的服务供应商可以做更加激进的压缩,并且降低比特率,同时还能够保证质量

但是,人工智能并不完美,所以在做动态调整的时候,有可能会出现一些判断失误的情况。因此,AMD采用的一个方法是VQ分析IP模块。在人工智能进行动态调整和变化的过程中,IP模块会形成一个反馈环,来确保所做的决策不是错误的。通过VQ分析可以确保视频每一帧的质量,一旦出现错误都可以及时调整。

AV1立大功

LiveVideoStack注意到,MA350D除了针对主流的H.264和H.265的支持以外,还增加了对AV1的支持,甚至有两个单独用于AV1的编码单元。


谢旻告诉LiveVideoStack,AV1是一个相对来说比较新的标准,是一个免费版权的编码标准/格式,具有更高的压缩率,这样做的好处是用户可以在较低的宽带下传输更高质量的码流。在芯片四角有四个分离的支持AV1压缩标准的编码器(MP)单元模块,使得客户在部署新的压缩标准时,可以一边用旧的标准,一边加入新的标准

“当然,代价是编码解码使用了更加复杂的计算,需要占用更多的CPU资源,同时带来大的延时,这个时候AV1硬件编码单元的优势就凸显出来了,减少CPU的使用,同时提供超低的延时。”


据AMD测试结果显示,在同等的视觉质量内,AV1编码器的带宽节省高达52%。

开放媒体联盟( Alliance for Open Media )主席 Matt Frost 表示:

“直播提供商正寻求更高密度、更低功耗、更低时延的 AV1 解决方案,而通过满足这些需求,AMD 等联盟成员正助力推动 AV1 部署和整体采用。”

从586年代前的多媒体卡到如今的融入AI视频分析内容的多媒体加速卡,音视频硬件技术经历了漫长而曲折的发展。但历史的车轮从不停歇,永远向着更高更快更强的方向滚滚向前。

详细了解Alveo MA35D 产品和架构,以及现场观摩它所带来的优异的编解码性能演示,欢迎您点击下方海报参与到 AMD 的技术分享和现场演示中。



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