視頻流媒體市場總額將從2021年的61個Billion一路增長，至2028年達到213個Billion。流媒體大漲的背后技術挑戰(zhàn)來自新一代的交互模型，會是“多對多”的形式。這種交互模型的變化，將會徹底改變基礎設施的部署模式。

傳統(tǒng)的直播場景為廣播流媒體的形式，是“一對多”的模式；而新一代的直播場景，是“多對多”的模式，每個人都是主播，每個端即是數(shù)據(jù)源也是接收器。這意味著原來通過云集中的方式能夠獲得的經濟效益已經不復存在了，因此需要徹底改變基礎設施部署模式。

為了迎合這種流媒體變革趨勢，AMD于近日發(fā)布了最新的Alveo MA35D加速卡。AMD 視頻戰(zhàn)略與市場開發(fā)主管 Sean Gardner在媒體會上進行了精彩的分享。

“每個人都是主播”，流媒體基礎設施部署模式改變

疫情催生了直播市場的增長，而在疫情結束之后，實況直播市場增長勢頭不減。據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，視頻時長定的年復合增長率達到20%。從2021年610億美元市場，一路增長至202年2130億的市場規(guī)模。而這其中主要的推動力，就來自于視頻直播。從2021年的全球視頻時長統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，直播占據(jù)了70%的比例。

傳統(tǒng)的廣播流直播的方式主要是“一對多”，是由軟件和CPU提供支持。由于視頻流的數(shù)量比較少，同時時延比較可控，因此可以用比較傳統(tǒng)的現(xiàn)有網(wǎng)絡支持。

而新一代的直播場景中，每個人都是主播，這也就意味著每個客戶端既是數(shù)據(jù)源也是接收器。這樣的應用場景要求在端側的多流視頻處理能力提升。與之同時的，整個基礎設置的部署模式也會發(fā)生變革。

傳統(tǒng)的GPU和CPU不能更加高效地處理這種多對多的直播流媒體場景，因此AMD發(fā)布了其最新的Alveo MA35D加速卡，專門針對“多對多”的業(yè)務場景，使其更具可拓展性和商業(yè)可行性。

Alveo MA35D具備兩個5nm基于ASIC的、支持AV1壓縮標準的視頻處理單元（VPU），每卡支持 32 路 1080p60 轉碼密度，專為推動大規(guī)模直播互動流媒體服務新時代而打造。據(jù)AMD視頻戰(zhàn)略與市場開發(fā)主管Sean Gardner介紹，“MA”是代表媒體加速器（Media Accelerator），35代表Alveo U30后的新一代產品，D表示兩個（dual）視頻處理單元意思。

與前代Alveo U30相比，Alveo MA35D實現(xiàn)了全面提升：通道密度提高了 4 倍、每通道功耗降低了 2 倍、時延降低了 4 倍。

Alveo MA35D：專為多對多直播場景而生的加速卡

取得如此好的性能表現(xiàn)，是因為Alevo MA35D硬件專為直播場景而設計，是硬件架構和應用場景進行了緊密的耦合的結果。市面上很多的解決方案目前都是在消費者事業(yè)部產生的，而AMD則是針對云和基礎設施而研發(fā)的。

Alveo MA35D主要體現(xiàn)在兩大技術突破。一是采用了專門的視頻處理單元（5nm的ASIC），二是采用AI實現(xiàn)了智能的視頻處理。

Alveo MA35D 采用專用視頻處理單元（VPU）加速整體視頻處理。通過在視頻處理單元上執(zhí)行所有視頻處理功能，可以最大限度減少 CPU 和加速器之間的數(shù)據(jù)遷移，進而降低整體時延并實現(xiàn)通道密度最大化，達到每卡高達 32 路 1080p60、8 路 4Kp60 或 4 路 8Kp30 的轉碼密度。在芯片四角有四個分離的支持AV1壓縮標準的編碼器（MP）單元模塊，使得客戶在部署應用的時候，能夠享受最大的靈活性?？蛻艨梢砸贿呌门f的壓縮標準，一邊加入新的壓縮標準。該平臺還針對主流 H.264 和 H.265 編解碼器提供了超低時延支持，并配備下一代 AV1 轉碼器引擎，可節(jié)省高達 52% 的帶寬。

另一個創(chuàng)新在于Alveo MA35D加速卡上集成了人工智能（ AI ）處理器和專用視頻質量引擎，能夠以更低的帶寬提升體驗質量。AI 處理器會逐幀評估內容并動態(tài)調整編碼器設置，以提高感知視覺質量，同時最大限度降低比特率。優(yōu)化技術則包括用于文本和面部分辨率的感興趣區(qū)域（ ROI ）編碼、用于糾正劇烈運動和復雜場景的偽影檢測，以及用于比特率優(yōu)化預測洞察的內容感知編碼。

在發(fā)布會現(xiàn)場AMD展示了一個晚間新聞的例子：當畫面從主持人切換到體育賽事，再切回主持人的時候，通過Alveo MA35D上的VQ分析IP模塊，可以快速實現(xiàn)主持人的邊緣的捕捉，實現(xiàn)近乎實時的動態(tài)處理。Sean表示，在人工智能進行動態(tài)調整和變化的過程中，會形成一個反饋環(huán)，來確保所做的決策不是錯誤的。通過VQ分析可以確保視頻每一幀的質量，一旦出現(xiàn)錯誤都可以及時調整。盡管類似的方案中已經在傳統(tǒng)的模式中得以應用，但通過AMD Alveo MA35D實現(xiàn)的這個方案得以在非常低時延的應用場景中實現(xiàn)。

過AI技術，在視頻轉碼過程中可以更精準地捕捉到例如人臉等重點區(qū)域，然后在終點區(qū)域分配更多的比特，在其他非重點區(qū)域激進地進行壓縮，降低比特率。但因為捕捉到了人臉這樣的重點區(qū)域進行了更精細地處理，所以最終轉碼的效果會更好。

為交互式流媒體帶來具有經濟效益的拓展

帶寬的消耗對于流媒體客戶來說是非常大的一項運營開支，數(shù)據(jù)顯示，每個通道的成本是50美元，每通道的功耗是1瓦。客戶在評估效率的時候主要看的是每平方占地面積的成本，以及每個通道的功耗。

通過AI技術對重點和非重點區(qū)域分配不同的比特和壓縮率，是一種更有效節(jié)省帶寬的方式。而同時，AMD也致力于編碼解碼器方面進行改善。如下圖所示，對比其他壓縮標準，在達到同等的視覺質量的前提下，AMD AV1的編碼器在帶寬上的節(jié)省高達52%。

在卡的層面上，Alveo MA35D對32路通道都做了優(yōu)化。配備8張卡的1U機架式服務器可提供256個通道，以實現(xiàn)每服務器、每機架或每數(shù)據(jù)中心轉碼密度最大化。

Sean表示，Alveo MA35D能夠大大的改善經濟性，從而使得新的應用場景變得商業(yè)可行。Alveo MA35D卡可通過以每流1瓦的功率每卡提供多達32路1080p60轉碼密度。4K編碼時延最低8毫秒，僅為常規(guī)處理時間（16毫秒）的一半。此外Alveo MA35D還具備22 TOPS AI算力（INT8），可以支持非常多的新的應用場景。同時AMD也確保Alveo MA35D加速卡的成本效益，1595美元的建議零售價對客戶而言也非常有吸引力。

結語

“在流媒體處理的功耗方面，絕大部分GPU卡的功耗都要達到75瓦，而Alveo MA35D一般來說是35瓦左右。”AMD 產品管理與營銷總監(jiān) Girish Malipeddi分享到。

“但Alveo MA35D對于CPU和GPU并非競品，而是補充性的產品?！盨ean分享到，“有一些應用需要三者協(xié)作來提供非常具有成本效益和高性能的解決方案。例如云電競或云游戲，GPU盡可能多的去呈現(xiàn)游戲內容，Alveo MA35D完成所有的低時延高質量的編碼，AMD EPYC CPU可以完成所有的應用級的系統(tǒng)處理。這樣的組合能夠給客戶提供最高的密度，同時以非常優(yōu)惠的價位和很低的功耗來實現(xiàn)?！?

20230414_6439478072c3c__專為大規(guī)模交互式流媒體而生的加速卡——AMD發(fā)布集成雙5nm VPU的Alveo MA35D加速卡