但這也給支持性基礎(chǔ)設(shè)施帶來了巨大的挑戰(zhàn)，更不必說還有一個潛在的難題：必須對媒體網(wǎng)關(guān)的視頻處理性能加以調(diào)節(jié)，使其具有較低的功耗，以便不加重基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)擔(dān)，同時仍能遏制費(fèi)用并保持可持續(xù)性。

    來自新型處理器的先進(jìn)視頻轉(zhuǎn)換實現(xiàn)以及支持視頻的先進(jìn)流式架構(gòu)將成為高性能、低功耗移動視頻平臺解決方案的組成部分，與目前基礎(chǔ)設(shè)施中使用的典型處理器技術(shù)相比，其中一些技術(shù)可以提供15倍的真實功率/密度增益。

    移動視頻與TV-Anywhere服務(wù)的增長

    有人曾估算過，2009年下半年每天有10億個YouTube視頻流通道，而2008年這個數(shù)字為6億。一份來自Intel公司的報告稱，到2015年，將有120億臺設(shè)備(電視機(jī)、臺式電腦、筆記本電腦和智能手機(jī))連接到5000億小時的可用視頻源。

    據(jù)Infonetics公司預(yù)測，到2013年，消費(fèi)者手中將有4億臺移動視頻手機(jī)。思科(Cisco)公司認(rèn)為，到2012年全球90%的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)都將是視頻業(yè)務(wù)，到2013年所有移動業(yè)務(wù)中的70%將是視頻業(yè)務(wù)。很明顯，對廣泛而且易于訪問的視頻的巨大需求正與日俱增。

    為滿足這個需求，并保持訪問的便利性，那些處理并提供所有這類視頻內(nèi)容的服務(wù)器、視頻流處理器和媒體網(wǎng)關(guān)現(xiàn)在必須認(rèn)真解決處理工作量呈指數(shù)式增長的問題。與語音信號和典型互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容相比，視頻要求的處理能力提高了一個數(shù)量級，特別是當(dāng)視頻被提供給不同類型的客戶端瀏覽設(shè)備時。處理能力的增強(qiáng)當(dāng)然會增加功耗。視頻轉(zhuǎn)碼占了處理工作量的很大一部分�？紤]到上述需求的增長，視頻轉(zhuǎn)碼代表了對能源需求的潛在提升，這將給現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施帶來很大壓力。

    視頻轉(zhuǎn)碼需求

    待發(fā)送視頻可以來自范圍廣泛的視頻捕獲設(shè)備，它們的分辨率和編碼能力大相徑庭。例如，捕獲設(shè)備可能是采用MPEG4編碼的通用中間格式(CIF)分辨率智能手機(jī)，也可能是采用H.264編碼的720p分辨率攝像機(jī)。

    同樣，接收視頻的客戶端設(shè)備也具有很多種解碼能力(在專用視頻功能或可用的處理器周期方面)，例如具有四分之一CIF(QCIF)分辨率的H.263解碼蜂窩電話或提供高分辨率H.264視頻解碼的高規(guī)格電腦。

    當(dāng)視頻被提交給網(wǎng)絡(luò)用于實時瀏覽和/或存儲時，人們總是期望任何人都能看到這段視頻，但目前還沒有嚴(yán)格或通用的視頻交換標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足這一愿望，視頻發(fā)布和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商必須提供透明轉(zhuǎn)碼功能。

    此外，人們越來越期待能夠?qū)崟r發(fā)送視頻，而無需先下載一段或全部視頻到客戶設(shè)備的緩存中，對于互聯(lián)網(wǎng)電視和監(jiān)控系統(tǒng)來說尤其如此。這種實時發(fā)送要求進(jìn)一步增加了視頻發(fā)送系統(tǒng)的處理負(fù)擔(dān)以及對能源的需求。

    過去，語音轉(zhuǎn)碼設(shè)備常常位于網(wǎng)絡(luò)核心附近，并使用基于專用DSP的硬件來實現(xiàn)。但是，視頻轉(zhuǎn)碼不能這樣做。

    一般來說，用于轉(zhuǎn)碼和流式實時視頻的設(shè)備都是基于標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器平臺，尤其是當(dāng)這種設(shè)備緊鄰視頻存儲器時。這主要是因為大部分視頻傳送服務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的，即使大多數(shù)觀看用戶是移動用戶。

    這意味著大部分視頻轉(zhuǎn)碼功能是在基于服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中完成。因此，來自戴爾(Dell)和惠普(HP)等公司的x86服務(wù)器平臺在視頻轉(zhuǎn)碼領(lǐng)域很常見。

    此外，一旦使用x86平臺實現(xiàn)了基本流式視頻功能，那么制造商和視頻服務(wù)提供商想要擴(kuò)展他們產(chǎn)品的功能，以提供實時點到點視頻通信和視頻會議就是很平常的事情了。

    其它理由還包括x86平臺在視頻轉(zhuǎn)碼中的廣泛使用。例如，隨著視頻需求的增長，越來越多的人都定位于提供轉(zhuǎn)碼設(shè)備，但并不是每個人都擁有可用的視頻編解碼器知識產(chǎn)權(quán)(IP)或是經(jīng)驗和資源，來能夠獨(dú)立生產(chǎn)這些設(shè)備。

    如今市場上有大量面向x86開發(fā)的開源編解碼器。此外，那些想要現(xiàn)在提供視頻的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商已經(jīng)擁有了基于x86的設(shè)備。易于獲得視頻編解碼器和x86硬件使得x86平臺非常普及，但它對視頻轉(zhuǎn)碼來說卻是一個極其低效的平臺。

    由于x86是通用處理器，因此雖然它們在許多方面極有吸引力，但它們的這些好處是用低功效的代價換來的。

    與功耗有關(guān)的問題

    對大多數(shù)設(shè)計工程師來說，與功耗有關(guān)的問題非常明顯。一般來說，在構(gòu)建一種新的視頻發(fā)布基礎(chǔ)設(shè)施時需要考慮以下三個與功耗有關(guān)的問題：

    運(yùn)行成本：就功耗而言，就是體現(xiàn)在每度電的費(fèi)率上。解決方案需要的功耗越多，運(yùn)行成本就越大，這不僅有處理方面的成本，而且還涉及冷卻的成本。

    可擴(kuò)展性：機(jī)架空間是一種寶貴的資源。在系統(tǒng)擴(kuò)容中(計劃好的通道密度增加時)不會產(chǎn)生額外的空間和冷卻要求是關(guān)鍵。更低的功耗意味著更緊密的系統(tǒng)和體積更小的冷卻源。

    可靠性：功耗直接轉(zhuǎn)化為散熱，進(jìn)而要求有效的冷卻解決方案。對固態(tài)元件、設(shè)備機(jī)箱和機(jī)架的有效冷卻會把整個系統(tǒng)的可靠性降低到最薄弱的機(jī)械冷卻元件的水平上。

    此外，隨著整個行業(yè)對環(huán)境/社會責(zé)任感的不斷增強(qiáng)，功耗成為第一優(yōu)先考慮的問題。為解決這些問題，系統(tǒng)中耗能最大的部分，即提供轉(zhuǎn)碼資源的x86處理器迫切需要更高的功效。另一種解決方案是選用不同的處理器。

    高功效替代產(chǎn)品

    用于語音和視頻應(yīng)用的新型低功耗多內(nèi)核數(shù)字信號處理器(DSP)在通道處理密度方面極具可擴(kuò)展性。這種可擴(kuò)展性使得這些DSP能夠部署在從低密度訪問點到高密度核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的整個網(wǎng)絡(luò)中。

    這些DSP構(gòu)建于使用高功效異步處理器的基礎(chǔ)高功效架構(gòu)之上。

    高功效源自于內(nèi)核本身的異步設(shè)計。通過取消處理器內(nèi)核中的時鐘和同步寄存器，并用更簡單的邏輯型同步方法來替代，可以實現(xiàn)下面三點：

    減少DSP核的硅片面積；消除來自時鐘和寄存器基本架構(gòu)的功耗和走線；減小面積和取消時鐘帶來的累積效應(yīng)導(dǎo)致更多的功耗降低。

    最終結(jié)果是實現(xiàn)具有換碼功能的高性能設(shè)備，例如支持多達(dá)20個CIF或70個QCIF視頻流或多達(dá)480個語音通道。這種水平的通道密度只需1.9W的功耗就能實現(xiàn)。

    將這個密度與標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器類x86處理器可實現(xiàn)的密度相比，在最大約150W的處理能力/功耗下，純x86裝置的典型QCIF轉(zhuǎn)碼密度約為150個視頻流。

    即使考慮了將DSP資源增加到系統(tǒng)中的特殊實現(xiàn)細(xì)節(jié)，可能的功耗與效率增益也會非常大。分別采用x86與DSP轉(zhuǎn)碼方案時的功耗。

    未來發(fā)展

    鑒于對移動和互聯(lián)網(wǎng)視頻服務(wù)的預(yù)測和明顯的增長需求，DSP設(shè)計工程師和視頻服務(wù)器、流處理器和網(wǎng)關(guān)制造商必須開發(fā)出新一代高功效的移動視頻平臺。

    這種新平臺從設(shè)計一開始就必須考慮能夠滿足視頻轉(zhuǎn)碼的高處理要求，并具有足夠的靈活性以應(yīng)對不斷變化的視頻分辨率、幀速率和編解碼標(biāo)準(zhǔn)。這種新平臺給視頻轉(zhuǎn)碼設(shè)備制造商提供了耗能高的x86處理器的替代品，也能作為那些早已認(rèn)識到摒棄x86所帶來好處的人使用的標(biāo)準(zhǔn)DSP的高功效替代品。

    雖然在向新處理器的轉(zhuǎn)變過程中可能會遇到困難，但好處是不言而喻的。例如，與典型的服務(wù)器類雙路四內(nèi)核Xeon裝置相比，新一代DSP能夠在不增加功耗的條件下非常輕松地提供近15倍的通道密度增益。換句話說，在不犧牲通道密度的條件下，相同的功效可以用來實現(xiàn)超過60%的功耗降低。

    一旦這些處理器部署到視頻轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)中，高功效的好處立即就能在系統(tǒng)中體現(xiàn)出來，不僅能顯著地降低運(yùn)行成本，還能實現(xiàn)更高的通道密度和可擴(kuò)展性，提高整個系統(tǒng)的可靠性。

    可以想象，這些設(shè)備制造商在使用新的低功耗、高性能DSP后，能夠?qū)⑦@些低功耗優(yōu)勢在終端用戶那里發(fā)揮得淋漓盡致。功率與通道密度增益意味著更多的轉(zhuǎn)碼功能可以放入大幅減小的面積內(nèi)。即使獲得中等的約10倍功率密度增益，也直接意味著實際部署中所要求的服務(wù)器總數(shù)可以減少10倍。功耗節(jié)省效果(基于完整的服務(wù)器功耗)非常顯著。

    除了切實和可測量的好處外，能夠生產(chǎn)更高功效的產(chǎn)品也是整個行業(yè)為了實現(xiàn)可持續(xù)性、節(jié)省費(fèi)用和用戶滿意度而追求的共同目標(biāo)。

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