AWS也在用的实时视频转码方案

FPGA开发圈 2021-11-25 15:03

行业挑战

实时转码是视频流分发最为重要的阶段之一。此时实时视频流进入网络,为大规模分发做准备。这一转码过程不仅需要快速进行,同时还要保持高画质。AWS 拥有大量处理电视网络视频转码工作负载的客户,负责制作用于企业视频会议、电子竞技和远程学习的现场直播。


亚马逊 EC2 服务提供云端虚拟化服务器。在转码方面,亚马逊提供 x86 服务器、GPU服务器和基于 Graviton Arm 的服务器。在成功部署基于赛灵思技术的 AWS F1 (亚马逊的通用 FaaS 方案)之后,亚马逊希望利用赛灵思 Alveo U30 加速器卡进一步提升转码性价比,并为这一重要用例提供更专用的实例。

实时视频流工作流程概览

解决方案

亚马逊 EC2 VT1 实例专为视频转码工作负载而构建,配备了多达 8 张赛灵思 Alveo U30 媒体加速器卡。Alveo 卡中的加速编解码器支持能被各种最终用户设备解码的常用配置文件。


 Alveo U30 占用单个 PCIe 插槽,却可以支持最多两路 4kp60 视频流。单卡支持最多 8 个 1080p60 流,且能分解成较低分辨率,支持 48 路 540p 或更低分辨率的视频。它能同时编码和解码最多 48 个视频流。

 Alveo U30 平台专为支持实时转码而设计,但也支持自适应比特率缩放。与其他转码解决方案不同,U30 平台执行 ABR 缩放完全在卡本身上,因而不占用 CPU 资源,也不减少该卡所能支持的流数量。这样得到的结果是高密度、高效率的缩放。另外一个用例是“超实时( FTRT )转码”。该用例运用该卡的全部吞吐量,以超实时的速度转码视频流。

例如,仅用 120 秒就能编码 11 分钟的影片,速度比实时转码快 5 倍,并且只占用卡上的两个加速器之一,同时还拥有跨多个加速器和多张卡扩展的能力。如果使用四个加速器(两张卡),则可以用大约 38 秒转码这部影片。


 Alveo U30 媒体加速器支持所有常用的 AVC 配置文件:Baseline、Main 和 High 以及 HEVC 配置文件:高达 5.1 级的 Main 和 Main Intra。

设计成效

在 Alveo U30 媒体加速器卡的支持下,AWS 的 EC2 VT1 实例为多流视频转码提供了最佳性价比,其中包括支持以每秒 60 帧的速度传输最高 4K 的超高清分辨率的视频流,拥有每服务器实时转码多达 64 个 1080p60 视频流的能力等。与此同时,借助亚马逊弹性容器服务( ECS )弹性 Kubernetes 服务( KCS ),这一功能强大的解决方案还拥有持续扩展的能力。


在实时视频编码方面,亚马逊 EC2 VT1 实例达到了比其 GPU 或 CPU 实例更低的每流成本。此外,还为自然人际交互所需的超低时延视频转码提供了支持,而且还能与 AWS 服务绑定,用于管理、缩放和打包转码工作负载。


AWS 高级产品经理 Leif Reinert:

“VT1 实例的每流价格比 G4dn GPU 的实例最高低达 30%,比 C5 CPU 实例最高低达 60%。这意味着我们不仅能为客户节省基础设施成本,还能在保障视频压缩质量或画质的情况下,为客户提供其需要的更流密度和更低时延。”


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