Jsme zvyklí na to, že přehrávání videa a dokonce i jeho kódování provádějí malí koprocesory v SoC a GPU odpovědných za tento úkol. Koncept Video Procesorová jednotka nebo VPU jde nad rámec toho. Typ procesoru určený pro zpracování videa ve větším měřítku.
Podnikání v oblasti streamování obsahu vytvořeného uživateli je u nás již více než deset let, stejně jako vysílání seriálů a filmů přes internet. Za tím vším je stále více připravován specializovaný hardware, kterým je VPU, což znamená návrat ke specializovanému video hardware.
Kódování, dekódování a transkódování
Jedním z nejdůležitějších prvků je přenos videa v reálném čase, což znamená, že mezi přenosem události a jejím příjmem musí existovat minimální možná doba. Jinými slovy, musí existovat zcela plynulý přenos, což vyžaduje velkou výpočetní kapacitu, protože potřebná rychlost zpracování je mnohem vyšší, protože vyžaduje kódování za mnohem kratší dobu.
K této komplikaci přidejte enormní počet zařízení připojených k síti, která budou vyžadovat obsah v různých rozlišeních a v různých formátech. S tím se analogová televize vůbec nemusela zabývat, protože všechny televize fungovaly se stejným rozlišením bez ohledu na jejich velikost, takže nebylo nutné generovat množství různých rozlišení.
Z hlediska reprodukce je to jednodušší, protože musí zpracovávat pouze videosignál při určité přenosové rychlosti, formátu souboru a konkrétním rozlišení. K tomu musíme dodat, že většina počítačů, které mají lidé doma, je již vybavena pro přehrávání několika video streamů současně, ale kódování je jiný problém a je mnohem složitější, pokud jde o jeho implementaci a pokud jde o vaše výpočetní náklady.
GPU není vhodný pro překódování
Grafické karty již roky obsahují jednotky, které kódují video, jejich úkolem je pořídit poslední po sobě jdoucí snímky aplikace a vytvořit s nimi video v určitém formátu a poté jej uložit nebo přenést do sítě. Kódování se provádí, protože kdybychom měli soubor s původními informacemi, vyžadovalo by to velké množství dat a velmi vysokou rychlost nahrávání.
Ale hardwarový video kodek uvnitř GPU nemá rychlost, aby mohl vysílat v různých rozlišeních a v reálném čase, pokud se na to podíváte, drtivá většina lidí, kteří streamují, má zpoždění několik sekund, a tedy stovky snímků.
Takže GPU, ať už dedikované nebo integrované, nejsou dost dobré na to, aby mohly přenášet obsah v reálném čase, a je nutné použít typ specializovaného hardwaru, který nemá každý, to je v tom okamžiku, kdy vstupují na scénu. VPU jako vyhrazený procesor pro zpracování videa.
Díky potřebě zpracovat větší množství dat než kodeky standardně obsažené v SoC a GPU jsou VPU ekvivalentem vyhrazené grafické karty ve srovnání s jednoduchými integrovanými hardwarovými kodeky, takže procesory jsou vytvořeny pouze specializované, které nazýváme VPU.
Architektura VPU
VPU jako GPU je koprocesor pro hlavní procesor, takže jeho úkolem je uvolnit CPU, aby vykonával konkrétní práci a dělal ji za lepších podmínek a za kratší dobu než samotný CPU.
Jeho vnitřní organizace je velmi podobná GPU, a proto je z ní odvozena, ale s některými důležitými změnami:
- Můžete mít jednotky shaderu, ale chybí jim jednotka textury a další prvky pro grafiku, jako je výpočetní jednotka pro průnik paprsků ve scéně, která se používá v Ray Tracing.
- Také nemá specializované jednotky pro grafiku mimo shaderové jednotky, jako jsou teselační jednotky, rasterizační jednotky a vykreslovací výstupy.
- Mají velké množství hardwarových video kodeků se schopností zpracovávat více video streamů najednou. Tyto kodeky zabírají významnou část čipu ve srovnání s tím, co zabírají v normálním GPU.
- Některé jednotky používají hardware umělé inteligence k provádění algoritmů, jako je změna rozlišení snímků, styl, interpolace a extrapolace.
Ve srovnání s GPU jsou jeho schopnosti při transformaci dat z jednoho formátu do druhého a z jednoho rozlišení do druhého mnohem vyšší, pokud jde o rychlost. Jeho kodéry jsou tedy mnohem výkonnější, zčásti proto, že dosahují vysoké rychlosti kódování, dekódování a transkódování nejen díky hardwarovým kodekům, ale také díky výpočetnímu výkonu jednotek v jejich okolí.
Kde jsou umístěny VPU?
Obecně tedy VPU není typ hardwaru, který se ve většině počítačů obvykle nachází jako standard, protože jen velmi málo lidí potřebuje hardware pro zpracování videa s touto úrovní výkonu pro své každodenní použití.
VPU lze obecně nalézt v následujících typech hardwaru.
- Na serverech platforem pro streamování videa bez ohledu na typ obsahu, který je prostřednictvím nich přenášen uživatelům.
- Ve specializovaném hardwaru používaném k překódování se obvykle jedná o jednotky podobné videopřehrávačům s řadou video vstupů a výstupů. Některé veteránské televizní sítě používají tento typ zařízení k vysílání svého starého a analogového věku obsahu přímo na digitální.
- Ve videokonferenčních systémech, kde příchod teleworkingu vytvořil potřebu být schopen provádět jasnou a plynulou komunikaci mezi různými stranami.
- V systémech počítačového vidění tak, aby systém měl oči a mohl „vidět“, co je kolem, nejen v robotech nebo chytrých automobilech, ale také v chytrých telefonech a tabletech.
VPU se tedy vždy uvidí, když je vyžadováno mnohem vyšší zpracování videa, než jaké poskytuje konvenční PC, a kousek po kousku pronikly na různé trhy vzhledem k důležitosti streamování videa pro několik různých klientů, kteří hrají na nízké úrovni. různé podmínky.
