構建300頻道視頻編碼服務器

NETINT、Supermicro和Ampere攜手打造高性能、低成本直播視頻服務器

概述

高清直播視頻的需求激增，給運營成本和用戶體驗帶來了巨大壓力。傳統的x86處理器難以應對現代流媒體所需的密集型視頻處理任務。 NETINT、Supermicro和Ampere Computing合作，重新設計了視頻轉碼服務器，實現了更高性能、更低成本和更高效率。

解決方案

NETINT將他們的Quadra VPU與Ampere的Altra Max處理器相結合，創建了一個更小、更快、更經濟高效的服務器。這種新的服務器架構支持高級視頻處理功能，包括AI推理任務和使用OpenAI的Whisper進行自動字幕生成。

關鍵特性

• 高性能：能夠同時轉碼多個視頻流（例如，95個1080i30流，195個720i30流）。
• 高性價比：與傳統的基於x86的解決方案相比，運營成本降低了80%。
• 高級處理：支持隔行掃描轉換、軟件解碼和AI推理任務。
• 靈活控制：通過FFmpeg、GStreamer、SDK或NETINT的Bitstreams Edge應用程序接口進行管理。

技術創新

• 定制ASIC：NETINT專有的ASIC，用於高質量、低成本的視頻處理。
• Ampere Altra Max處理器：提供前所未有的效率和性能，針對密集型計算環境進行了優化。
• 優化軟件：利用最新的FFmpeg版本和Arm64 NEON SIMD指令，顯著提高了性能。

成果

這項合作成果是一款突破性的直播視頻服務器，具有以下優勢：

• 與x86上的軟件相比，吞吐量提高了20倍。
• 運營成本大幅降低。
• 擴展系統功能，支持NETINT VPU原生不支持的視頻格式。
• 通過自動字幕生成實現實時、準確的直播轉錄。

架構詳解

NETINT VPU負責密集型視頻編碼和轉碼處理，強大的主機CPU則可以執行VPU在硬件上不支持的其他功能，例如隔行掃描轉換和軟件解碼，以及AI推理任務。 NETINT最近宣布了業界首個使用OpenAI Whisper的自動字幕功能，該功能針對Ampere Altra Max處理器進行了優化，能夠實現直播的實時、準確轉錄。該服務器以x86處理器無法實現的高密度、高性能和高性價比的方式執行視頻隔行掃描轉換和轉碼。

視頻工程師可以通過FFmpeg、GStreamer、SDK或NETINT的Bitstreams Edge應用程序接口控制服務器，方便部署和替換現有的轉碼資源或在新項目中使用。

該案例研究討論了NETINT、Supermicro和Ampere工程師如何優化系統，以提供重新設計的視頻服務器。這款服務器在一個Supermicro MegaDC SuperServer ARS-110M-NR 1U服務器中，可以同時轉碼95個1080i30流、195個720i30流、365個576i30流，或組合100個576i、100個720i、10個1080i、 40個1080p30、40個720p30和10個576p流。該服務器通過Ampere Altra Max處理器解碼96個輸入的1080i30 H.264或H.265流，以及320個輸入的1080i MPEG-2流，擴展了系統功能。

“Ampere Altra Max處理器和NETINT VPU的結合，使得Supermicro 1U服務器展現出全新的價值。”

——Alex Liu，NETINT聯合創始人

NETINT的選擇

為了應對客戶對CPU處理能力有限和功耗成本飆升的擔憂，NETINT開發了定制ASIC，其目標是實現最高質量、最低成本的視頻處理和編碼。 NETINT通過將NETINT Quadra VPU與Ampere的Altra Max處理器相結合，重新設計了直播視頻轉碼服務器，創建了一個更小、更快的服務器，運營成本降低了80%，吞吐量提高了20倍。

性能挑戰與優化

最初的結果雖然令人鼓舞，但未能達到NETINT設定的目標。通過對硬件和軟件的優化，團隊最終實現了目標，並且Ampere Altra Max處理器的CPU利用率僅為50-60%，為未來的功能留有餘地。 文中詳細描述了利用mpstat、BCC softirq工具和perf工具進行性能分析和優化的過程，最終解決了性能瓶頸問題。

結果與結論

NETINT、Supermicro和Ampere合作推出的NETINT 300通道直播視頻服務器Ampere版，在一個Supermicro 1U服務器機箱中實現了前所未有的性能和效率。 該服務器也支持AI推理處理，例如NETINT在2024年NAB展會上展示的業界首個使用OpenAI Whisper的自動字幕功能。

(圖片說明：FFmpeg Arm64 隔行掃描轉換優化，從FFmpeg 5.0升級到6.0後，在Ampere Altra Max處理器上的性能提升高達2.9倍。)

文章最後介紹了NETINT、Supermicro和Ampere公司，並提供了更多信息的獲取途徑。

以上是構建300頻道視頻編碼服務器的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！