了解视频处理单元(VPU)、图形处理器(GPU)与中央处理器(CPU)

如今选择互联网点播流媒体与直播视频的用户数量越来越多,这一转变催生了对高性能媒体转码与OTT流媒体功能专用技术的需求。

我们最新推出的Accelerated Compute云计算解决方案,首次通过NETINT Quadra视频处理单元(VPU)提供专用集成电路(ASIC)访问能力。VPU作为专用硬件,相比基于CPU或GPU的转码方案,能以极低功耗实现更高效的媒体编解码。

本文将带您了解VPU与CPU、GPU在硬件设计层面的差异。

关键媒体应用工作流术语

  • 媒体编码:将音视频/图像流或文件转换为其他格式,并通过压缩原始文件减小体积且保持质量的过程
  • 媒体解码:将媒体文件或流转换为可播放格式的过程
  • 媒体转码:包含编解码的综合性格式转换过程,兼具降分辨率、调比特率、编码标准等定制功能,以适应网络条件与播放环境变化

硬件演进

当特定操作对硬件造成压力时,制造商通过新材料组合开发新功能与性能层级。硬件创新、设计与生产的驱动力,来自对电源效率与电路元件材料的优化。

处理器单元的技术进步主要体现于两大要素:

  1. 芯片单位面积内电路元件密度的提升(物理空间利用率进步)
  2. 芯片内置微处理器固有能力的扩展(即开即用硬件功能进步)

架构组件

下图从概念层面展示了CPU、GPU与VPU内部电路与引擎的数量比例差异:GPU通过密集排列算术逻辑单元(ALU)实现并行处理,因而在图形渲染、机器学习等场景效率卓越;而VPU则搭载专为视频任务设计的固定功能电路,可超高效执行编解码、缩放等视频处理功能。

  • 控制单元:同步(按特定顺序执行事件)数字电路,专用于解释处理器指令并管理这些指令的执行过程。
  • 算术逻辑单元 (ALU):组合式("按需"应用事件和逻辑)数字电路,通过响应数据输入来执行复杂逻辑运算。
  • 缓存:实现低延迟数据访问的本地缓存
  • 固定功能视频处理电路:以超高效能与低功耗执行预定义专用任务的电路
  • AI引擎:通过强化矩阵/向量处理能力,专攻人工智能任务的运算模块

核心价值

除原始算力外,转码工作负载更需要专用硬件实现极致效率。根据测试阶段用户反馈:CPU方案最多支持2-4路并发流,而VPU加速实例可达成30路并发。更高的流密度不仅降低总体成本,更能帮助媒体机构与技术合作伙伴削减单流成本。

采用云端VPU还意味着:用户可根据业务规模灵活调整资源配置,或在流量高峰时段快速获取VPU专属处理能力。

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