支援即時視訊編解碼應用，賽靈思發表新款入門級FPGA加速卡

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】