算力年代，视频云需求怎样的CPU？

在数据爆发式添加及算法日益精进的大布景下，归于「算力」的年代俨然到来。跟着视频成为互联网流量的主角，日趋饱和的音视频场景渗透率、人类对“感官之限”的寻求与突破、更多元化的场景探索及技能需求，为视频编码才能和底层算力及硬件支持带来更大的应战。

“视频云作为音视频职业的基础设施，能极大地简化视频从收集、处理、编码、传输到分发的全链路流程。”正如阿里云视频云技能担任人在《芯事》访谈中所说到的，阿里云视频云与倚天710一同，正在踏上视频普惠千行百业的新征途。

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视频云与倚天710的结合

2022年北京冬奥会，阿里云承接了一项重要的使命，那便是支撑冬奥全面上云。为此，阿里云视频云推出了全新的云上创新解决方案——阿里云聚“Alibaba Cloud ME”，这也是全球榜首次在奥运会上完成异地全息会面，是一次打破时空之距的革命性创新。在感叹云上沉溺之旅的精妙之余，咱们不由要问，阿里云视频云上路即狂奔的硬实力是什么？除了使命必达的斗争精神和强大的软件、算法支撑才能以外，阿里云视频云技能担任人致凡还说到了倚天710。

当咱们将目光投射到倚天710上，会发现它诞生于2021年，是一款由平头哥自研的云芯片，经过一年多时间的硬件布置和事务验证，倚天710实例已成功使用到阿里巴巴集团的中心事务中，并服务多家知名互联网及科技公司。正是基于前期优良的体现，倚天710已在阿里云数据中心布置，未来布置规模将继续扩展。

当然，没有一款芯片生来就如此强大，视频云技能担任人谈到：“视频云和倚天710的结合是一段夸姣的旅程，但中心仍是阅历了十分多的工作。”

回忆起这段旅程：“由于视频事务的添加快度是十分快的，研发一颗芯片的周期也十分长，不论是芯片研发、仍是芯片落地后适配视频云事务生长，都是极具应战的，但咱们一同做好了正视应战、突破壁垒的预备。当榜首版芯片流片回来后，芯片基本功能体现安稳，且由于Arm架构带来的原生优势，再加上阿里云和平头哥的同学双方坐在一同，在了解芯片内部构成的基础上去做了许多算法调优后，可以让代码在芯片上跑得更快。

一起，倚天710还针对特定算法场景进行了指令集加快与优化，比方像SVE等矢量计算技能，其间BF16/INT8 mmla指令可完成高效的矩阵乘法运算，还支持Hash、CRC32等加快指令，可以让单条指令并行处理更多数据，大幅进步视频编解码、AI编解码增强等场景功能，这是一个两头一同迭代的过程。”

所以，从最早的功能应战传统架构CPU，到现在现已远远超越传统架构CPU，倚天710的“蜕变”是一步一个脚印走过来的。视频云技能担任人认为：“这是一个十分好的案例，阿里云视频云的事务跟平头哥的芯片规划可以完美地结合在一同，利用各自的优势让芯片规划出来，在视频职业中发挥更大的作用。”

谈起平头哥和阿里云视频云事务的这次协作，就不能不说到一个大的工业布景，即视频云的爆发式添加。至于什么是视频云？“视频云就像是音视频职业的水和电，是底层的基础设施，可以大大简化视频从收集、处理、编码、传输到分发的链路。”这个比方再恰当不过。

社会视频化在狂飙

从2017年开始，短视频的热度继续上升，加上近三年疫情下直播、视频会议、线上教育等范畴的崛起，社会视频化成为一种大趋势。依据CNNIC发布的第50次《我国互联网络开展情况计算陈述》数据显现，到2022年6月，我国移动互联网接入流量达1241亿GB，同比添加20.2%；另依据思科发布的数据显现，视频内容约占互联网总流量的90%，占移动网络总流量的64%。

结合这两组数据，咱们可以得出视频正在成为互联网流量的主角，而爆炸性的数据量又将会对算力和存储提出更大的应战。于是视频云的价值被凸显出来，并呈现出了一种不可逆的开展态势。在这样的大布景下，全球以互联网公司为主的科技企业纷繁转型，敞开视频云技能的探索之旅，并在安防监控、长途医疗、零售电商以及金融机构等典型场景中得到落地。

当时，视频云工业现已形成了相对安稳的头部战队，包含微软、AWS、阿里云等干流云厂商。关于国内视频云的商场体量方面，依据IDC发布的数据显现，2022上半年我国视频云商场规模到达50.5亿美元，同比添加15.7%，估计到2026年，商场规模接近300亿美元。值得一提的是，经过陈述显现，阿里云视频云接连5年占有我国视频云全体商场份额榜首，并且渗透率还在不断攀升。

视频工业倒逼技能迭代

关于视频云工业来讲，以在线视频为例，从最早国外的Livestream、国内的斗鱼直播到现在，现现已历了25年的前史，其实从技能的角度来看，整个职业开展的速度没有幻想中的快。比方，视频编码从H.264到H.265，再到H.266，平均10年升级一代。为什么速度不是很快？由于它要解决的问题比较多：算力、网络传输、标准等等。可是，咱们看到今天的视频工业开展十分迅猛，这也倒逼技能要去完成快速迭代。这几年现已初显效果，比方现在编码器的升级迭代速度是5年，以前是10年，估计后面可能是3年。

为什么这里要着重编码？事实上，视频云是一个算力密集型职业，视频信息量很大，假如采用和文本、图片一样的压缩模式，那么复原度是不行的，所以视频必须进行编码处理。编码要是做欠好，不仅会损失视频质量，还会带来传输难度高的问题。从MPEG2开始，每一代视频编码的升级，其压缩率大约可以进步50%，远低于视频分辨率每更新一代进步4倍的速度，即便这样，每一代升级对CPU算力的需求，以及算法复杂度都会进步至少10倍以上，这对芯片的架构、芯片底层的指令集优化、芯片的存储器和cache结构都会带来新的应战，许多中心的算法要用新的指令集从头写一遍，这意味着视频编码和芯片生长是需求同步的。

视频云需求怎样的CPU?

经过前面的介绍，咱们了解到视频编码对算力的要求很高，由于咱们常常试图用算力换存储，用算力换传输带宽，所以咱们希望算力越高越好。

那么如何进步CPU的算力？首先要选择好的内核架构。在视频范畴，传统架构现已有三十几年的前史了，目前市占率依然能到达90%以上的份额，但裹挟着沉重的向后兼容包袱。而Arm作为一种精简指令集，不仅没有前史包袱，还可以依据需求添加许多寄存器，一起从内存cache结构的规划和指令集的规划上面，可以更贴合需求大算力的视频处理需求。此外，不管是Hyper-Threading仍是其他，采用传统架构的CPU走的都是进步主频的路子，在视频处理时就会遇到一些问题，比方视频压缩的时分会分红I帧、P帧、B帧，每一帧的算力并不是平均分配的，就会带来对算力需求不安稳的问题。

所以为了让芯片不跑超频，就可能会做一些降频处理，这时分它的算力就可能达不到相应的编码需求。在实践事务中，由于视频事务不是单机运转的，会有许多的服务器集群合作来处理，为了避免CPU跑超等复杂情况的出现，就不得不把服务器集群的水位下降，这是传统架构CPU比较大的问题。

然而，Arm全体的规划是比较安稳的，不管使命有多复杂，都能完成安稳输出，做到杰出的资源分配和水位分配，不必预留许多冗余来避免芯片跑超，这关于to B事务来说十分重要。除了主频高以外，传统架构CPU的核不多，通常是两个vCPU/HT共享一个物理核、1份ALU，但Arm可以完成128/256/512或更多的核，类似GPU的规划，如此一来，关于不同使用场景而言，就可以用少核应对低算力需求的场景，多核应对高算力需求的场景，完成更优的事务分配，下降投入成本。以倚天710为例，内含128核CPU，主频2.75GHz，可适配云的不同使用场景。

与此一起，跟着数据上云越来越多，关于数据中心而言，功耗功能也是十分重要的，对运营者来说，低功耗就意味着低成本，除了软件层面的优化以外，倚天710能一起兼顾高功能和低功耗。

以上要素叠加，就让视频云的头部企业阿里云与倚天710的结合看起来水到渠成。当时，倚天710已大规模布置并提供云上服务，依据实践反馈，倚天710让阿里云平台的算力性价比进步了超30%，单位算力功耗下降了60%，这是一个相当大的进步。

探索一种平衡

纵观视频云工业，人们对体验的极致寻求，将成为视频云继续深耕的动力。在云使用场景下，CPU的开展之路将循着算力、I/O、网络协议适配、推理才能、从无到有的发明才能不断演进下去。未来，Arm会成为视频云中一种重要的架构，全体份额一定会添加，但不会是唯一的架构，传统架构、异构的ASIC和FPGA都会有一席之地。而关于Arm架构而言，未来的改进方向是下降功耗、进步算力、做好专用性和通用性的选择平衡。

一起，咱们要意识到，未来视频对算力的应战是十分高的，简略地靠CPU的升级现已满意不了需求，需求一些特殊的处理，包含越来越多的AI算法、专用算法，比方模型搜索的算法等，再把通用的模块部分地固化在芯片里面，极大地进步视频处理的效率。

所以在视频云商场，人们总是在做权衡，云芯片厂商要处理好芯片能效和通用性的联系，云服务商要在算力有限的情况下使用许多快速算法。 而正如阿里云视频云技能担任人所着重的：“咱们的愿景都是一样的，便是让视频普惠各行各业，再反哺视频职业，完成更健壮的开展。”