從2018年10月以來,FPGA廠商賽靈思陸續推出多款Alveo系列FPGA加速卡。在第一波發表的產品當中,他們主打高階市場的U200、U250、U280;去年8月,他們發表支援PCIe 4.0介面的U50;到了今年3月,他們推出鎖定SmartNIC網路應用的U25,三個月後,在發表兩款即時運算視訊轉碼設備(real-time computing video appliances)之際,特別提到可分別搭配新發表的U30,以及先前推出的U50。

賽靈思將這兩款設備命名為:高通道密度(High Channel Density)視訊轉碼設備,以及超低位元率(Ultra-Low Bitrate)視訊轉碼設備,均使用1U尺寸的機箱。

而且在軟體建置上,這兩款伺服器可支援Dokcer container容器部署,以及Kubernetes的管理功能,實現簡易的橫向擴展能力。

以高通道密度視訊轉碼設備為例,最多可搭配8張U30(但在單臺1U機箱之內,該如何置入8張FPGA加速卡,賽靈思並未透露據具體的搭配方式)。而就每張U30而言,採用的FPGA晶片,主要是基於Zynq UltraScale+架構的多處理器系統單晶片(MPSoC),裡面整合了視訊編解碼器與圖形處理引擎,可用於超高解析度的影片處理,最大熱設計功耗(TDP)與U50、U25相同,皆為75瓦,產品外形也和這三款機型一樣,都是半高半長的介面卡。

在視訊編解碼的協定處理上,U30可支援H.264和H.265(HVEC),若用於視訊轉碼的作業,每張卡的串流傳輸效率,可支援8個1080p60頻道(1080P畫質、30Hz畫面播放率)的處理。

值得注意的是,U30採用的FPGA晶片是由2個XCU30所組成,而在細部規格當中,我們看到賽靈思特別列出幾個運算組態,例如,應用程式處理單元(APU)、即時處理單元(RPU)、繪圖處理單元(GPU)、視訊編解碼單元(VCU),其中的APU、RPU、GPU,都採用Arm的處理器技術。

至於另一款超低位元率視訊轉碼設備當中,可搭配8張運算與網路性能更為強大的U50,而U50同樣採用了Zynq UltraScale+架構,外形、功耗也和U30相同,但額外提供8GB的HBM2記憶體、100GbE網路,以及PCIe 4.0的支援,而在視訊轉碼的作業上,可支援7個1080p60頻道的處理,以及8個完整的平均位元傳輸量階梯(ABR ladder),而這些階梯皆預設為x265的媒體。

無論是搭配U30或U50,這些即時視訊編解碼整合設備,均可運用FFmpeg軟體框架提供的通用API,透過這套開放原始碼的多媒體檔案與串流處理環境,來快速取代既有軟體搭配GPGPU架構的多媒體轉碼技術。對於能在FFmpeg平臺執行的應用程式,軟體廠商也會更願意開發。

除此之外,Ffmpeg也提供了命令列的處理方式,能讓任何人開發多媒體轉碼的應用,簡易地執行在用戶現有的系統或基礎架構當中。

而在這樣的架構下,HEVC編解碼機制會以元件化的方式重新構建,以便提升編解碼的控制能力,甚至可深入畫面的層級,而對系統整合者而言,也能調整畫面播放率的控制方式與微調其他參數,來提升視訊品質與單位時間的資料傳輸量,更適用於位於特定終端的多媒體播放。

相較於基於ASIC運算架構的這類應用解決方案,賽靈思主推的兩種即時運算視訊轉碼設備,可提供獨特的使用彈性,此外,在成本、空間佔用、用電的幅度上,將可達到4倍的精簡(採用H.264的編解碼協定、1080p30的解析度,以及預設為x264的媒體)。

產品資訊

賽靈思Alveo U30
●原廠:賽靈思
●建議售價:廠商未提供
●外形:半高、半長PCIe介面卡(被動散熱)
●I/O介面:PCIe 3.0 x8或2個PCIe 3.0 x4
●搭配記憶體容量:8GB DDR4
●耗電量:75瓦
●運算晶片:2個Zynq UltraScale+ XCU30 FPGA
●支援編解碼協定:H.264、H.265

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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