移动视频节能问题的解决方案
·可扩展性:机架空间是一项成本负担资源,能够根据规划好的通道密度的增长进行系统扩充,而不带来额外的空间和冷却成本,这一点非常关键。更低的功耗意味着更密集配置的系统和更小规模的冷却资源。
·可靠性:热耗直接由散热系统排放,所以需要主动冷却的散热解决方案。对固体元件、设备机箱和支架的主动冷却会将整个系统的可靠性降低到最脆弱的机械冷却元件所代表的可靠性水平。
除此之外,随着环境责任和社会责任被业界广泛接受,功耗问题正变得越发突出, 这一点相信已无需多言。
为解决这些问题,系统中最耗能的资源,即x86处理器提供的编码转换资源,就需要有大幅地提升能效。另一种解决方法是选择一个全然不同的处理器。
可供选择的节能办法
针对音频和视频应用,目前市场上有很多新的低功率多核数字信号处理器(DSP),可根据通道处理密度自由扩展,从而部署到从低密度的访问节点到高密度的核心网络基础设施在内的整个网络中。
这些DSP建立在采用高能效异步处理器的内在节能架构之上。节能源自内核的异步设计。通过消除处理器内核中的时钟和同步寄存器,转而采用更简单的逻辑同步方法,异步设计带来了以下三方面改变:
·缩小了DSP内核的硅面积;
·清除了时钟和寄存器的电源和配线;
·综合以上两项的改变可进一步降低了能耗。
上述改变的直接结果便是打造出全新的高性能设备以完成编码转换, 其可完成高达20 CIF或者70 QCIF的视频流或多达480条声音通道。这一通道密度水平对应的功率却不超过1.9瓦特。
将这一密度与标准的服务器级x86处理器的密度进行对比。处理/功率平衡的上限为大约150瓦特时,一个纯x86架构的典型QCIF编码转换密度约为150个视频流。即便考虑向系统内增加DSP资源的实施细节,可能的能效增益也是相当大的。
视频转换编码:在任一视频客户端与任一视频源之间建立连接
未来的发展
为应对可预见的、不断增长的移动视频服务和互联网视频服务需求,DSP设计者、视频服务器、流转换器和网关制造商必须致力于开发新的高能效移动视频平台范式。新平台的设计必须能够满足视频编码转换处理的高要求,同时保持足够的灵活性,以应对不断变化的视频解决方案、帧频和编解码标准。这种新范式不仅为视频编码转换设备制造商提供了替代高耗能x86处理器的新选择,而且对于已经认识到换掉x86必要性的使用者而言,还为他们提供了一种可以代替标准DSP的节能替代方案。
尽管换到新处理器会令人怯步,但它能带来的好处却是突破性的。例如,与典型的服务器级的双四核Xeon相比,新一代DSP能够非常容易地在不提高能耗的前提下,将通道密度提高15倍。另外,在不降低通道密度的前提下,相同的能效能将功率减小60%以上。
将这些处理器部署在视频编码转换系统中之后,能效的益处会立刻在系统中体现出来,并能够极大地降低运营成本、提高通道密度等级和可扩展性、提高整个系统的可靠性。
想象一下,这些使用了新型低功率、高性能的DSP的设备制造商可以进一步将这些能效优势扩大到他们的最终消费者身上。能耗的降低和通道密度的增加意味着在一个大幅缩减的面积上能够放置更多的编码转换部件。即便功率密度增益只达到10倍(保守估计),即可将实际部署中所需的服务器总数降至原来的十分之一;因此,节能潜力 不可估量(基于完整的服务器能耗)。
除了有形的、可衡量的益处之外,能够生产更高能效的产品也是整个行业的共同目标——为了可持续性、成本可控和客户满意。
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