これまで以上に多くのユーザーがオンデマンド・メディア・ストリーミングを利用し、テレビ放送ではなくインターネット経由でライブ・ストリーミング・ビデオを視聴しています。このシフトにより、パフォーマンス・クリティカルなメディア・トランスコーディングとOTTストリーミング機能をサポートする、高度に専門化されたテクノロジーが必要とされています。
当社は最近、NETINT Quadra Video Processing Units(VPU)を手始めに、クラウド上で特定用途向け集積回路(ASIC)へのアクセスを提供する新しいコンピュート・ソリューション、Accelerated Computeの提供を開始しました。VPUは、CPUやGPUトランスコーディングよりも大幅に少ない消費電力で、より効率的にメディアをエンコードおよびデコードするように設計された特殊なハードウェアです。
このブログでは、VPUがよく知られたCPUやGPU 異なる性能を発揮するための、ハイレベルなハードウェア設計コンセプトを学びます。
主要メディア・アプリケーション・ワークフロー用語
- メディア・エンコード：オーディオ、ビデオ、イメージのストリームやファイルをあるフォーマットから別のフォーマットに変換するプロセス。
- メディア・デコーディング：メディアファイルやストリームを再生可能な形式に変換するプロセス。
- メディア・トランスコーディング：異なるファイルタイプにメディアを変換する包括的なプロセス（エンコードとデコードを含む）と、解像度のダウンスケール、ビットレートの調整、コーデック規格の変更などのカスタム機能を組み合わせ、ネットワーク状況や再生環境の変化に対応する。
ハードウェアの進歩
技術が進化するにつれ、基礎となるハードウェアに特定の負担をかけるような操作の結果、メーカーは、ハードウェアが耐えられる範囲に基づいて、新しい機能性と性能層を追加するために新しい材料の組み合わせを使用することになります。ハードウェアの技術革新、設計、生産は、ハードウェアの電源と、個々の回路や部品に使用される原材料を最適化することによって推進されます。
一般に、プロセッサー・ユニットの設計と技術の進歩は、主に2つの要素で定義される：
- 各チップへの回路素子の高密度実装（または、物理的なチップスペースの使用率の向上）。
- これらのチップに実装されたマイクロプロセッサの本来の能力を拡張する（あるいは、チップ自体が既製のハードウェアとしてできることを進歩させる）。
アーキテクチャー・コンポーネント
下図は、CPU対GPU 対VPUにおける異なる回路とエンジンの量と比率を（概念レベルで）示しています。GPUは、並列処理用の算術論理演算ユニット（ALU）を高密度に搭載するように設計されており、グラフィックス・レンダリングや機械学習などの作業負荷に対してより効率的です。これに対し、ビデオ・プロセッシング・ユニット（VPU）は、エンコード、デコード、スケーリングなど、ビデオのエンコードや処理タスクに必要な特定のメディアベースのタスクを実行するようプログラムされた固定機能回路を備えている。
- 制御：制御：プロセッサの命令を解釈し、その命令の実行を管理する専用の同期（イベントが指定された順序で実行される）デジタル回路。
- 算術論理演算装置（ALU）：データ入力に応答して複雑な論理を実行する組み合わせ型（イベントと論理が「必要に応じて」適用される）デジタル回路。
- キャッシュ：低レイテンシのデータアクセスのためのローカルキャッシュ。
- 固定機能ビデオ処理：特定の、あらかじめ定義されたタスクを超高効率かつ低消費電力で実行することに特化した回路。
- 人工知能エンジン：行列とベクトル処理を最大化することで、人工人工知能タスクに特化した計算ブロック。
なぜ重要なのか
純粋な処理能力もさることながら、トランスコーディングのワークロードには、最大限の効率を得るために特化したハードウェアが必要です。ベータ期間中のお客様からのフィードバックによると、VPUを搭載したアクセラレーション・インスタンスでは30ストリームを同時に処理できるのに対し、Dedicated CPU プランでは2～4ストリームが限界でした。全体的なコスト削減に加え、高密度化により、メディア企業やテクニカル・パートナーはストリームあたりのコストを削減することができます。
また、クラウドでVPUにアクセスすることは、必要に応じてサイズを変更したり、アプリケーションのスケールアップやピーク時にVPUでしか得られない専用処理能力を追加したりできることを意味する。
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