视频加速器有用吗可以让视频加速的软件 _生活百科

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视频是互联网应用中占比最大的数据类型。智慧城市、视频直播、短视频、线上会议、VR、云游戏、视频AI分析等视频相关应用近期获得了迅猛发展，在这些应用场景中对视频的处理效率直接关系到用户体验。如何获得高品质、高性能、低功耗的智能视频处理成为了目前业界关注的热点技术。
视频是以单一格式创建和上传的，但最终以不同的分辨率在不同的终端设备上播放，需要将原视频解码、后处理、再编码，这一过程称为转码。同时，还需要根据不同应用场景的需求对视频进行各种处理，如视频缩放、视频图像增强、视频增加广告/字幕/水印/台标、视频拼接等。随着视频处理需求激增，视频业务成本快速上涨，各大视频业务服务厂商不得不在用户体验和资源成本之间做平衡。
在这种情况下VPU应运而生。VPU全称Video Processing Unit（视频处理单元），是专门面向AI场景优化设计的视频加速器，内置视频编码加速专用功能模块，具有高性能、低功耗、低延时等特性，为视频行业应用带来高效能的加速计算。目前已有多家厂商宣布了VPU的开发计划。Google近期宣布了一款名为Argos的视频芯片(VCU)并将其大规模用于YouTube的视频转码处理任务中。在国内，浪潮前不久发布了AI视频处理加速器M10A 。浪潮M10A在8W超低功耗下可以实现16路1080P全高清视频处理加速，支持H.264、H.265、VP9等多种视频格式，兼容PCIE的服务器，为广泛的互联网视频厂商提供计算支撑。

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浪潮M10A加速卡
M10A系统架构
M10A板卡的系统架构设计兼顾了稳定的数据流程和完善的控制流程。VPU芯片是整张板卡的数据处理核心单元，视频数据的解码、编码、转码、后处理等功能都是在VPU芯片中完成的。为了与服务器BMC控制系统进行连接，M10A板卡上设计了单独的板级BMC管理芯片，完成板卡状态收集和控制，包括温度、功耗、告警、输出复位等。从服务器BMC的控制界面中，可以获取M10A板卡的状态和控制等操作，这是M10A产品相比同类产品的显著优势。
M10A板卡在完成视频转码的过程中，仅需要输入原始视频就可以得到最终重新编码的视频，在整个转码的过程中不需要CPU数据面的参与，从而减少HOST主机CPU的性能消耗，降低转码延时。

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M10A加速卡架构图
M10A智能视频处理加速器处于视频业务流程中的核心位置。如下图所示，在数据中心，M10A搭载服务器组成高密度、低功耗、低成本的视频处理专用服务器，进而组建数据中心视频处理加速集群。视频输入源完成视频数据采集后，通过网络传输到数据中心视频处理加速集群中，M10A完成视频流的解码、后处理工作，比如对视频YUV原始数据进行缩放和裁剪操作，最后完成高质量的视频编码，通过CDN分发给最终观看者。
M10A除了完成支持传统视频转码操作外，还针对互联网视频的需求特点，研发了多播模式，针对输入视频进行衍生操作，最多可以支持1路视频衍生4路视频的操作，每路输入视频单独调整帧格式、分辨率等属性。

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M10A核心技术
无状态设计
无论是解码核心还是编码核心，浪潮M10A在开发中均采用了无状态设计思想。软件通过操作一系列控制寄存器来管理编解码核心。所有的输入和输出，比如待解码帧、参考帧、运动向量都存储在设备DRAM中。编解码核心不会保存编解码的状态，当编解码核心处理完一路视频流的某一帧后，随时可以切换到其它路视频流进行处理。这样编解码核心的调度管理将变的十分简洁，软件可以派发任务到任意一个空闲的编解码核，随着编解码核心的频率提升，可处理视频路数也将以接近线性的方式提升。这种上下文切换的消耗相较于编解码一帧来说几乎是忽略不计的。可能对于摄像头等某些边缘嵌入式设备来说，在帧间处理时保留状态是一种十分简洁的设计。但是就大型数据中心来说，它们要处理成千上万不同分辨率、不同码率的视频流，无状态设计将是一种更友好、更高性能的选择。
主观画质优化
浪潮M10A是目前市面上首款支持窄带高清技术的视频转码加速卡。窄带高清技术的目标是在标准编码内核的基础上，在降低码率的同时保持主观质量不下降。那它是如何做到的呢？现有视频编码是基于香农定理，它的率失真模型都是连续的，但是人眼视觉模型是阶梯性非连续的，因而在这个阶梯上存在一个降码率的空间。