2022年11月5日,“倚天开启云原生算力新时代”专场在杭州·云栖大会D馆云栖科创SHOW场举行,阿里云智能视频云总经理何亚明带来了题为《基于倚天的视频云原生业务新范式》的主题分享,详细地介绍了视频云原生业务基于倚天云服务器的新走向,本文根据该演讲整理而成,供大家阅览。
图:阿里云智能视频云总经理 何亚明
01 市场份额第一,阿里云视频云云边端能力凸显
视频作为一种内容表现形式,目前已经覆盖直播、短视频等多个行业,社会化的新视频时代,也就是“社会视频化”已经到来。而在内容产出维度,不止有前期拍摄,还有对视频的处理、分发、传播等动作,并加入了AI功能。
阿里云视频云的云边端一体的数智化音视频能力,包含了云端一体、弹性伸缩、交互顺滑、技术普惠、数智升级等优势特点,所以我们认为视频是一个交叉学科创造的技术领域,不论是传统信号处理编解码还是传输、网络、AI等,大量的算力需求一定是首要选择。
在IDC报告中,阿里云视频云连续四年荣获中国视频云整体市场份额第一。先前也有提到,表面看视频拍摄完成后直接上传直播、分发,但实际背后的技术处理需要经过非常长的链路,且成本和门槛以及专业度都非常高。
之所以说视频云是云原生的最佳案例,是因为整个视频云就是“长”在阿里云云原生上的,上图中可以看到从上到下,不管是PaaS还是SaaS工具,实质都是包含服务化的性质。在弹性层面,也不止时间弹性和空间弹性,还有很多CPU、GPU等一些Intel,ARM的异构资源。
02 迈向多趋势,业务场景+客户需求推动视频高清化技术不断向前
视频发展呈现高清化、低延时、智能化、专业化等多个趋势。
以高清化维度举例,因为用户感官对视频高清的极致体验的要求,类似视频平台标清分辨率从最小的SD增长到1080P,这是近乎七倍的信息量增长,到现在的4K、8K,分辨率的提升带来的是大量数据量的膨胀,加之用户的常态需求,给算力、存储,网络传输带来了不同程度的压力。
同时,在一些高运动场景下,视频帧率越高,从肉眼体验上就会越清晰,宽色域也是同样的道理。在沉浸式体验的场景下,视频越高清、分辨率越高,沉浸感也就越强,这些实实在在的挑战也在推动着视频高清化技术不断向前。
第二个趋势是低延时。在观看同一场足球比赛直播时,可能隔壁已经在欢呼,你观看的内容球员还没有进球,这就是延时。即使是标准的宽带电视,也有5s以上的延时,但是随着对低延时要求极高的VR、AR等沉浸式体验的兴起,对底层计算力和芯片的要求也越来越高。
不管是低延时还是高码率,最核心的点就是视频编码。视频标准每升级一代,技术复杂度就会提高十倍;视频编码每升级一代,质量码率则小50%,但视频升级数据量不止2倍,这是第二个矛盾;同时,摩尔定律在变慢,算力增长无法实时跟上高清/8KVR的直播画面,所以复杂度和视频算力之间就是第三个矛盾。
我们认为解决三个矛盾实际上是三个方向的结合,即软硬协同提速度、AI处理提画质、云端联合保体验。
软硬协同要充分利用CPU的能力,在计算、编码优化、算力提升上和硬件结合,算力提升是大方向。其次是智能处理,我们利用大量AI技术,把大量画面中人眼不关注的地方做智能化的忽略。最后一点云端联合,算力不仅云上有,云端的联合我们可以做后处理,算力不够时发小分辨率视频,用端上的算力进行超分,做成大视频,所有的结合就是我们智能编码解决方案,当然今天着重讲“软硬协同”。
03 视频云原生业务拥抱倚天ECS,可靠、稳定,弹性
倚天云服务器在视频云原生业务下可以发挥可靠、稳定、弹性的优势,包括直播、点播,媒体处理等,很多业务可以混跑,时间复杂度和算法复杂度也可以结合在一起。
算力的需求恒定存在,很多活动高峰时对算力要求不一样,倚天芯片可以给视频云更好的选择。一些新品存在超频、降频等问题,使得业务复杂度和抖动较大,选择和倚天结合的Arm芯片给我们带来了更强的稳定性。我们选择把算力分布式地部署在不同池子中,在真正“灾难”到来时也相应增加了业务的逃逸能力。
在算法层面,基于自研S263和S265结合Arm芯片带来了很多效能提升。在做引擎的过程中我们发现Arm在各种视频、转封装、文件,流媒体等协议上适配的过程非常灵活,与此同时Arm芯片的架构给视频云的转码业务也带来了更多的选择。
在调度方面,使用Arm芯片以后,我们实测在单机上资源水位率,CPU利用率可以提高到95%,帮助视频云提高了10%的CPU利用率。
在视频编码技术层面,Arm提供了强大的工具帮助指令集实现轻松迁移,不管是高并发的指令还是进程优化,从架构设计上都有天然的优势,和视频云的编码也是一个很好的结合。
上图中可以看到,和平头哥合作,结合大量快速的算法优化,迁移到Arm上之后,S264、S265相对C7分别可以再提高31.9%和33%。
性能的提升带来了成本的节省和延迟的降低,视频云是典型的大规模视频处理场景业务,成本和体验就是企业的核心竞争力。
倚天的超强算力也让8K视频实时直播成为可能。
在AI方面,我们在推理上及自适应上,相较过去x86架构,都在不断地进行性能提升,也在正面帮助视频云降低业务成本。同时,Arm机型混跑也已经在视频云点播业务上线。
04 倚天ECS+Arm芯片,发挥算力优势,打造核心竞争力
客户和业务场景的需求给视频技术带来更多挑战,不管是更清晰、更流畅、更低延迟还是更高清的体验,都需要在算力上对视频进行大力支持,后续我们会和倚天云服务器和Arm芯片深度合作,发挥算力优势。
通过视频的力量让创新变得更简单,倚天710也给了我们更好的机会和更强的技术,我的演讲就到这里,谢谢大家。
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