近兩年的社交應用中，短視頻、直播類應用出現了爆發式增長，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。視頻和圖像數據急劇增長，隨之而來地給數據中心帶來了巨大的挑戰。服務器、硬件以及基礎設施的體量越來越大，導致企業資本開支（CAPEX）不斷增加，而視頻流量的暴漲也加速了企業運營開支（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略：一是傳統的基于 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理Sean Gardner先生
視頻和圖像處理面臨的挑戰
視頻直播是一個巨大的市場，也是最貴的一項業務。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常快，而在中國增長尤為突出。
賽靈思視頻與圖像處理高級市場營銷經理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。現在多數視頻都采用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 FPGA 軟IP方案優化OPEX
從OPEX方面考慮，重點是降低每比特成本，實現高質量低比特率。
現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%。
公開數據顯示，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實現加速。
據介紹，賽靈思與Socionext合作，將新的視頻技術運用到公有云和本地數據中心；與V-Nova合作研發新的技術，推動低負責度編碼增強新標準落地，可以實現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優化CAPEX
從CAPEX方面考慮，重點是降低每頻道成本，也就是實現高密度。
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，不僅僅實現了成本的最優化，同時在密度和能耗上也實現了最優。
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，都有非常明顯的優勢。
一直以來賽靈思不斷優化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、監控、游戲應用中，低延時相當重要。賽靈思的Zynq產品可以實現不同程度的延時，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這兩個目標。
目前來看，傳統以CPU為主要算力的方案已經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務擴大投入的重要原因。