视频直播一时爽，可谁来抚慰运营商的痛？

近些年来，视频直播迎来飞速增长，今年的新冠疫情更是驱动了额外需求。数据显示，全球实时视频流总市值将有望从2019年的260亿美元增长至2026年的940亿美元。另据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。

回到中国，作为中国排名第一的游戏直播平台，虎牙直播在2019年第四季度的带宽成本上升了40%，达到3240万美元，这是用户数量激增和追求更高视频质量共同导致的结果。

视频直播两大痛点

赛灵思数据中心事业部视频产品营销总监Aaron Behman为我们算了这样一笔账，假设视频直播的供应商在网上同时有10万个视频流，如果能够把带宽和编码的比特率降低30%，那么，供应商每年将可以节省2200万美元，这是他们来说无疑是具有致命吸引力的。

赛灵思数据中心事业部视频产品营销总监Aaron Behman

下图描述了视频直播平台内部的运行情况，以及实时视频转码所面临的痛点，它来自Twitch发布的一篇技术文章。如左边红色区域所示，根据“普拉多原则”，20%的视频流吸引了80%的观众，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。这正是当前视频直播行业的两大痛点。

双管齐下

通过集成不同的加速卡，实时服务器一体机可以实现比特率优化或提高通道密度的功能。此次推出的基于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，就是赛灵思为解决这两大痛点需求所推出的最新方案。两者均基于赛灵思新型的实时服务器(RT Server)参考架构，主要面向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领域。

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。新款U30加速卡基于Zynq UltraScale+ MPSoC，这是一种功耗优化型的全可编程片上系统，集成了用于超高清视频的视频编解码器和图形引擎，可同时支持H.264和HEVC(H.265)编解码器，并且每卡能传输16个1080p30通道。赛灵思方面称，在视频质量方面，Alveo U30加速卡的转码效果不亚于NVIDIA T4，还可以提供更高的密度，系统功耗不到T4的20%。未来，U30高密度PCIe解决方案或将支持机器学习和AI。

以1080p480 HEVC “medium”级别NVENC实时视频转码为例，是要达到同样的性能，通常需要4个HPE ProLiant DL380服务器+32个英伟达T4加速器，赛灵思解决方案每卡吞吐量有4倍优势，硬件成本降低6倍，功耗成本降低5倍。

超低比特率优化的视频转码一体机则专为实现高质量直播视频而开发，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)。据称，相比于竞争对手的解决方案，Alveo U50加速卡可以在每GB成本视频质量不变的前提下将比特率降低30%，最小化每流成本，降低运营成本。

以1080p120 HEVC X265 slow级实时视频转码为例，如果用其他等效的软件基础设施做到同样的性能，需要5个HPE ProLiant DL380服务器+10个英特尔 8275CL 3.0GHz CPU才可以实现。相比之下，赛灵思解决方案每节点的吞吐量达到5倍的优势，硬件成本能降低6倍，功耗能降低3倍。

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。其中，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，开发者仅需更改20个字符就可实现加速。

实时服务器一体机的新赛道

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“数据中心优先”战略以来，收效惊人，Q4 FY20跟FY19同期相比，业绩增长77%，主要源于超大规模数据中心的较大增幅。而整个FY20财年有接近1000个合作伙伴加入Alveo生态，发布了超过130个基于Alveo的应用。

赛灵思数据中心事业部中国区高级销售总监钟屹

值得一提的是，这两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。未来，数据加速、数据分析、金融科技、HPC等其他类型的工作负载，都有可能成为一站式一体机的新兴市场，包括机器学习、人工智能在内的新技术也将更多的融入其中，例如集成赛灵思所收购的深鉴科技DPU技术的版本，就将在今年8月到10月间推出。