被视频直播催熟的实时服务器会掀起场景化一体机的风暴吗？

（文/电子发烧友网 张慧娟）从实时视频转码服务器一体机入手，赛灵思（Xilinx）有多大机会革新服务器的垂直赛道？
 
场景需求明确、部署成本降低、易于部署管理，应该是一体机的三大突出优势，这或许也未来在更多垂直赛道上一体机的发展思路。
 
自适应和智能计算企业赛灵思近日宣布推出两款实时计算视频实时转码一体机，基于赛灵思新型的实时服务器（RT Server）参考架构。针对电子竞技与游戏直播平台、社交与视频会议、远程直播教育、远程医疗和视频直播等，与软件的架构或固定架构解决方案相比，能显著降低总拥有成本（TCO）。

飞速增长的视频直播业务产生两大痛点

全球实时视频流总市值将在2026年达到940亿美元。根据SuperData、高盛集团全球投资研究的数据，主打视频直播的YouTube和Twitch用户规模，远远超过其他视频点播和音频平台用户的数量，视频占据了网络流量的90%以上。
 
视频直播内容庞大，且需要进行大量计算，对于带宽的占用也很惊人。
 
虎牙直播是中国排名第一的游戏直播平台，在2019年第四季度，带宽成本上升40%，达到3240万美元，这一方面是由于用户规模增长，另一方面也是为了提高视频质量。
 
赛灵思数据中心事业部视频产品营销总监Aaron Behman算了这样一笔账，假设视频直播的供应商，在网上同时有10万个视频流。如果把带宽和编码的比特率降低30%的话，那么，每年可以节省2200万美元，在3年的时间里可以节省6600万美元。这是一笔巨大的成本节约！

赛灵思数据中心事业部视频产品营销总监  Aaron Behman

 
Twitch发布的一篇技术文章中，提到过实时视频转码所面临的痛点。下图生动描述了视频直播平台内部的运行情况，如左边红色区域所示，20%的视频流吸引了80%的观众。非常关键的是，让供应商在管理带宽成本的同时还要保持视频质量。与之相对的是（右边）蓝色区域，它包含了其他网上直播的视频流，这个领域供应商必须要关注保持最低成本，主要是通过控制通道的数量和尽可能地提高密度。这也就是说，对于少量收视率较高的直播视频，需要实现高质量的转码；而对于大量收视率较低的视频，需要高密度转码。这是直播视频当前的两大痛点。

双管齐下的视频转码一体机

针对这两大痛点需求，赛灵思推出了基于Alveo U30的高通道密度视频转码一体机和基于Alveo U50的超低比特率视频转码一体机。

高通道密度视频实时转码一体机专为实现每通道成本最小化而开发，可集成多达8张Alveo U30数据中心加速卡。
 
U30加速卡与最新的实时一体机同步推出，可以满足通过外形小巧的加速卡实现高密度视频处理的需求。它基于Zynq UltraScale+ MPSoC，这是一种功耗优化型的全可编程片上系统（SoC），集成了用于超高清视频的视频编解码器和图形引擎。U30卡同时支持H.264和HEVC（H.265）编解码器，并且每卡能传输16个1080p30通道。

基于赛灵思 Alveo U30 加速器卡的高通道密度视频转码一体机

 
超低比特率优化的视频转码一体机专为实现高质量直播视频而开发，同时有助于降低带宽成本。可搭载8张Alveo U50加速器卡。
 
Alveo U50卡基于赛灵思UltraScale架构，并采用75瓦小型封装，内置8GB HBM2、100GbE网络和PCI Express 4.0 。U50可支持7个全高清1080p60通道，另外还提供8个完整的ABR阶梯（全部采用x265中等预置）。

基于赛灵思 Alveo U50加速器卡的超低比特率视频转码一体机

 
值得一提的是，这款转码版的一体机仅是赛灵思在视频直播这条赛道上的先期尝试，其未来的技术路线图将会融入更多新技术，比如机器学习、人工智能，据透露，集成赛灵思所收购的深鉴科技DPU技术的版本，将会在今年8月到10月间推出。

场景化一体机需要交钥匙工程

实时视频转码一体机整个市场空间其实并不大，这个领域的竞争对手主要包括英特尔、英伟达，此外还有博通、Netint等，不过这两家主要以芯片或板级产品为主。赛灵思的一体机，优势在于可为用户提供可复制的经验、确保用户更快部署、降低总体拥有成本。
 
这次全新产品的交付方式对赛灵思来说也是一次新的探索。
 
软件优化的解决方案堆栈基于AMD X86架构服务器处理器，可以运行音频、广告植入等任务。软件优化的解决方案堆栈最底层是赛灵思Alveo加速器卡；上一层是赛灵思加速器二进制文件（XCLBIN），可进行编码、解码处理；再上一层是赛灵思媒体加速API（XMA）和赛灵思运行时API（XRT），可支持系统更高层次的应用。

开发者不需要具备FPGA经验，通过插件就可完成更改。下图标黄部分显示，开发者仅需更改20个字符就可实现加速。

这两款新型一体机均采用FFmpeg框架而构建，为系统开发者提供了通用的API，方便他们快速替换现有软件和基于GPGPU转码器基础设施。软件合作伙伴构建在标准FFmpeg层之上运行的应用。HEVC编解码器以组件化的方式从头开始重新构建，以便于提供更强的编解码器控制（低至帧级），支持系统集成商调整帧率控制，并精细调节其他参数以优化视频质量和比特率，从而适应特定的最终应用。两种新一体机都可以在1080p30 分辨率和x264中级（Medium）预置条件下，将 H.264 x264的成本、占板面积和功耗降低4 倍。
 
这两款新型一体机均采用1RU机柜安装规格，支持完整的Docker容器和Kubernetes管理功能，能够实现扩展部署。

一体机未来有望进入更多垂直领域

赛灵思数据中心事业部中国区高级销售总监钟屹介绍，赛灵思自两年前发布了DC First（数据中心）战略以来，目前收效惊人。Q4 FY20跟FY19同期相比，增长77%，在超大规模数据中心增幅较大。对于FY21财年目前也有很好的预期，特别是在超大规模数据中心方面。

赛灵思数据中心事业部中国区高级销售总监  钟屹

 
他强调，赛灵思在数据中心始终聚焦于生态系统的持续扩展。FY20财年有接近1000个合作伙伴加入Alveo生态，目前已发布了超过130个基于Alveo的应用。
 
据Aaron Behman透露，赛灵思和全球七大超大规模的数据中心都有密切合作，这次推出的一体机主要是针对视频转码的需求，此外，还有定制化或一站式解决方案的产品形式，包括自适应的解决方案。
 
而诸如数据加速、数据分析、金融科技还有HPC等其他类型的工作负载，赛灵思也在积极的跟进中，这些领域或许都是一站式交钥匙一体机的蓝海市场。

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