? 泰科源-谷歌又一颗自研芯片曝光

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          • 谷歌又一颗自研芯片曝光

            2021-04-23 11:41

            为了保证YouTube的观看体验,Google开发了一款名为Argos 的自定义芯片,该芯片旨在保证YouTube能够给用户提供最佳的视频质量,并使您免受宽带或移动每月数据上限的困扰。
            Google在一次独家采访中向CNET透露,目前有数千种芯片正在Google数据中心中运行。如果您今天上传视频,几乎可以肯定的是Argos芯片会对其进行处理,以便可以在世界各地观看。一个特别的好处是:当它处理高分辨率4K视频时,可以在几个小时内完成,而无需花费几天的时间。
            谷歌在周三的ASPLOS大会上首次详细介绍了其Argos芯片,从而使人们难得一见其数据中心的内部运作情况。负责YouTube庞大基础架构的Google工程部副总裁Scott Silver说,由大约100名Google工程师组成的团队从2015年开始设计该系列第一代芯片。最近几个月,谷歌开始逐步采用其第二代Argos芯片,这也推动了视频压缩的发展。
            Silver说:“客户必须以一种或另一种方式为带宽付费?!?“我们的目标是确保人们在任何设备上都能获得最高质量的视频?!?/span>
            设计定制芯片可能并不适合胆小者。但是如今,这可能是取得成功的重要途径。
            例如,苹果公司通过其M1处理器掌握了其命运的更多控制权,该处理器为MacBooks和新款iPad Pro和iMacs提供动力。M1的设计使Apple可以延长电池寿命,添加AI加速器和公司想要的其他电路,并遵循Apple自己的产品时间表,而不是Intel的产品时间表。更类似于YouTube的情况是Amazon Web Services的Graviton 2芯片,可降低计算成本。

            每分钟上传500小时的YouTube视频


            在YouTube上,处理视频是一项艰巨的任务。每分钟,全球会有500个小时的视频上传到YouTube。这意味着Google必须进行大量转码,将这些原始上传的视频转换为不同的压缩格式,并使其适应不同的屏幕尺寸。而这正是Argos的工作。


            YouTube服务器使用带有两个Argos视频处理芯片的电子板。
            由于很难提高通用芯片的性能,因此定制芯片还可以使公司提高自己的计算优先级。对于Argos芯片为例,这意味着Google可以籍此降低成本,让YouTube用户更加开心,并可以提升其首选的视频技术。
            考虑到设计和制造芯片,在Google数据中心中使用该芯片并支付YouTube巨大的电费和网络使用费的成本,Argos的视频处理效率是传统服务器的20到33倍。
            在YouTube上,处理视频是一项艰巨的任务。每分钟,我们会将500个小时的视频上传到YouTube。这意味着Google必须进行大量转码-将这些原始上传的视频转换为不同的压缩格式,并使其适应不同的屏幕尺寸。这就是为什么Google设计定制芯片值得的。
            Google称其Argos芯片称为视频编码单元(video coding unit:VCU),在大流行引起的视频狂潮中给YouTube带来了推动作用??悸堑皆诖罅餍衅诩湮颐腔构劭戳?5%的视频,所以这对我们有很大帮助。

            创建视频“变体”


            当您上传视频时,YouTube会立即需要基于原始视频的新版本。例如,从1080p视频中,它可以创建较低分辨率的720p和360p版本。这是因为在手机上观看的人们可能没有全分辨率版本的屏幕分辨率或网络容量。
            Silver补充说,在某些移动网络速度较慢的地区,YouTube甚至会以较低的帧速生成分辨率较低的版本和视频。
            所有这些处理都是Argos芯片的工作——术语视频编码单元。每个Argos芯片都有10个??槔创硎悠?,Google则将两个Argos芯片放在每个电路板上。
            Argos芯片还创建使用不同压缩格式编码的版本。Silver说,每个原视频都会变成10到15种变化。

            推动AV1视频压缩的发展


            这些压缩格式(称为编解码器)是行业中的一个巨大争论点。多年来,高级视频编解码器来自美国电影专家组(Motion Picture Experts Group)。众多技术公司创建了格式,然后为使用编解码器所需的专利授予了许可。这就是H.264编解码器(也称为AVC)的起源,它推动了互联网和手机上视频的首次爆炸。最近,该小组创建了HEVC(高效视频编码,也称为H.265)和VVC(多功能视频编码或H.266)。

            专利问题证明是棘手的。授权的成本可能很高,而且限制与Google所偏爱的开源软件哲学背道而驰。Google为VP8和更高版本的VP9编解码器提供了免版权费,并作为开源来尝试抵消这种趋势。

            与H.264相比,VP9在相同的视频图像质量下所需的数据要少30%。
            作为VP9的继任者,Google和Mozilla,Cisco,Microsoft,Amazon和Netflix等盟友组成了开放视频联盟。他们创建了一个名为AV1的新编解码器,该编解码器赢得了Apple的认可,而Apple才刚刚开始受到青睐。
            AV1可以将视频质量再提高30%,从而减少了网络使用量,或者当以前的网络仅支持1080p流时,可以让YouTube发送4K流。

            破解鸡和鸡蛋问题


            现在, AV1在某些Web浏览器中可用,例如Chrome,Firefox,Brave,Edge和Samsung Internet,并且在线视频巨头(例如Netflix和Facebook)现在提供AV1视频。但是,要让编解码器紧追潮流,还需要花费数年的时间。例如高通公司在其新的Snapdragon 888芯片中缺乏对AV1的支持,尽管AV1粉丝曾承诺在2020年的智能手机中支持AV1。
            第二代Argos芯片增加了AV1支持,这是手机制造商增加支持的主要动力。
            Siliver说:“制造芯片或设备的人们不希望增加新的解码器……除非有可用的流?!?“ YouTube所能做的就是打破鸡和鸡蛋的问题,使人们能够获得更好的体验?!?/span>

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