NGcodec谈FPGA编码在HEVC和AV1上现状与未来
随着hevc、av1等更复杂算法的codec份额逐步增长，实现高质量视频编解码需要硬件支持，软件的方式无论在服务器端和移动端都非最佳的方案。fpga专用芯片能够降低延迟和成本。在nab 2018大会上，资深多媒体技术咨询师jan ozer对ngcodec的ceo oliver gunasekara进行了访谈，谈及了硬件编码在hevc、vp9及av1上的现状与未来。livevideostack对文章进行了摘译。
jan ozer: 可以给我讲讲你们在nab上展示的内容么？
oliver gunasekara: 我们公司在做视频编码技术，以及下一代视频压缩技术。这里展示的是世界上性能最强的hevc和vp9直播视频编码器。
jan ozer: “性能最强”这个词我今天已经听了不下12次了。你要怎么证明你们的编码器是性能最强的呢？
oliver gunasekara: 我们有一项神秘的优势：与友商不同，我们不使用软件，我们利用在云中的可编程硬件进行编码，即fpga。 使用硬件设计而带来的优势对于其他人来说可能略显不公平了，因此我们能够实现性能最强的编码器。
jan ozer: 可以解释一下“在云中”这个词的具体含义么？
oliver gunasekara: 我们的编码服务是基于aws f1。f1实例中提供fpga芯片，我们将hevc编码器布置在上面，以便用户进行使用。
jan ozer: 相比于在其他设备上运行编码器，在aws f1上运行每小时的成本是多少呢？
oliver gunasekara: 我记得f1实例的使用费是每小时1.65美金。这一费用涵盖了一个fpga芯片和1/8个intel e5处理器。intel c4处理器的使用费大致也是如此。好像是1.50美元左右。虽然二者费用相差不大，但为了能和x265编码器的性能相匹敌，我们需要使用20个带有c4处理器的实例，那么每小时将会花费32美元以上，而目前（使用e5处理器）只需要大约3美元每小时。
jan ozer: 目前有哪些用户在使用你们的hevc编码器呢？
oliver gunasekara: 很可惜用户很少，这也是目前的问题所在。我们也因此决定同时提供vp9编码服务。在我们看来，目前市场正呈现出一种分裂的趋势。高端市场倾向于使用hevc编码器。众所周知，苹果公司支持使用hevc编码器。iphone手机非常受欢迎，但是由于android和chrome用户群不断增长，目前大众市场正在大量使用vp9编码器，事实上几乎所有的芯片组都同时支持这两种编码器。不过出于专利费原因，oem（原始设备供应商）只会启用vp9编码器。 你会发现，虽然有很大比例的android市场支持hevc编码，但vp9编码却是得到了全部android和ios市场的支持，只有近几年最新的设备才支持hevc编码。
jan ozer: 是什么导致hevc编码器的市场份额提升得很慢呢？你对此有什么看法？
oliver gunasekara: 从根本上来说，这是专利费框架和投资回报率导致的。当你使用软件编码时，hevc编码的复杂度比avc编码要高得多，因此编码成本也更高。尤其当你进行直播（实时编码）的时候，你受限于设备可用的计算能力。所以这可能导致最终的码率并没有比h.264编码高出多少。虽然你的成本急剧增加了，但收获的带宽增益却非常非常小。同时你还承担着专利费的压力。我们认为，通过fpga编码，大幅削减了编码服务的成本，同时提升了编码质量。希望这一调整能够加速市场对于hevc编码器和vp9编码器的采纳。
jan ozer: 你有什么关于av1编码器的新消息么？
oliver gunasekara: 我们加入aom联盟已经将近一年了。对此我们十分激动。正如其他技术一样，（av1编码器推入市场）还需要一定时间。在我们看来，倘若没有足够大量硬件解码器的支持，部署av1是没有意义的。截至年底大部分主流浏览器都将支持av1解码功能，但在获得移动设备的硬件支持以前，av1编码器在耗电量方面存在短板，无法引起人们对他的注意。预计2020年消费者才会开始使用支持av1解码的移动设备。
jan ozer: 鉴于av1编码速度非常慢，你在硬件编码方面的价值主张应该是相当坚定的，对么？
oliver gunasekara: 我们计划将提供实时av1编码服务，同时有效改进我们的vp9和hevc编码服务。如果只进行5-10%的改进的话，我想这还不足以吸引用户来使用我们的服务。我们将vp9编码器的改进目标定为25%，并且我们的vp9编码器对标的是我们最先进的hevc编码器。但我们不会急于求成，这项改进需要花费一定的时间。很可能明年我们在部署之前会找到一个解决方案，最终部署将会在2020年，届时将会得到下一代xilinx fpga芯片的支持。
jan ozer: 你们的商业模式是怎样的呢？要怎么赚钱呢？
oliver gunasekara: 我们的服务基于saas模式。目前用户可以在aws市场上获得七天免费试用的机会。期间无需支付任何费用。七天后，用户使用我们的编码器每小时需要支付1.25美元。
jan ozer: 你们不提供硬件设备对么？
oliver gunasekara: 当然。我们不负责提供硬件。用户需要自行购买硬件，然后支付我们使用费以便在他们的硬件上运行我们的软件。
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jan ozer: “性能最强”这个词我今天已经听了不下12次了。你要怎么证明你们的编码器是性能最强的呢？
oliver gunasekara: 我们有一项神秘的优势：与友商不同，我们不使用软件，我们利用在云中的可编程硬件进行编码，即fpga。 使用硬件设计而带来的优势对于其他人来说可能略显不公平了，因此我们能够实现性能最强的编码器。
jan ozer: 可以解释一下“在云中”这个词的具体含义么？
oliver gunasekara: 我们的编码服务是基于aws f1。f1实例中提供fpga芯片，我们将hevc编码器布置在上面，以便用户进行使用。
jan ozer: 相比于在其他设备上运行编码器，在aws f1上运行每小时的成本是多少呢？
oliver gunasekara: 我记得f1实例的使用费是每小时1.65美金。这一费用涵盖了一个fpga芯片和1/8个intel e5处理器。intel c4处理器的使用费大致也是如此。好像是1.50美元左右。虽然二者费用相差不大，但为了能和x265编码器的性能相匹敌，我们需要使用20个带有c4处理器的实例，那么每小时将会花费32美元以上，而目前（使用e5处理器）只需要大约3美元每小时。
jan ozer: 目前有哪些用户在使用你们的hevc编码器呢？
oliver gunasekara: 很可惜用户很少，这也是目前的问题所在。我们也因此决定同时提供vp9编码服务。在我们看来，目前市场正呈现出一种分裂的趋势。高端市场倾向于使用hevc编码器。众所周知，苹果公司支持使用hevc编码器。iphone手机非常受欢迎，但是由于android和chrome用户群不断增长，目前大众市场正在大量使用vp9编码器，事实上几乎所有的芯片组都同时支持这两种编码器。不过出于专利费原因，oem（原始设备供应商）只会启用vp9编码器。 你会发现，虽然有很大比例的android市场支持hevc编码，但vp9编码却是得到了全部android和ios市场的支持，只有近几年最新的设备才支持hevc编码。
jan ozer: 是什么导致hevc编码器的市场份额提升得很慢呢？你对此有什么看法？
oliver gunasekara: 从根本上来说，这是专利费框架和投资回报率导致的。当你使用软件编码时，hevc编码的复杂度比avc编码要高得多，因此编码成本也更高。尤其当你进行直播（实时编码）的时候，你受限于设备可用的计算能力。所以这可能导致最终的码率并没有比h.264编码高出多少。虽然你的成本急剧增加了，但收获的带宽增益却非常非常小。同时你还承担着专利费的压力。我们认为，通过fpga编码，大幅削减了编码服务的成本，同时提升了编码质量。希望这一调整能够加速市场对于hevc编码器和vp9编码器的采纳。
jan ozer: 你有什么关于av1编码器的新消息么？
oliver gunasekara: 我们加入aom联盟已经将近一年了。对此我们十分激动。正如其他技术一样，（av1编码器推入市场）还需要一定时间。在我们看来，倘若没有足够大量硬件解码器的支持，部署av1是没有意义的。截至年底大部分主流浏览器都将支持av1解码功能，但在获得移动设备的硬件支持以前，av1编码器在耗电量方面存在短板，无法引起人们对他的注意。预计2020年消费者才会开始使用支持av1解码的移动设备。
jan ozer: 鉴于av1编码速度非常慢，你在硬件编码方面的价值主张应该是相当坚定的，对么？
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jan ozer: 你们的商业模式是怎样的呢？要怎么赚钱呢？
oliver gunasekara: 我们的服务基于saas模式。目前用户可以在aws市场上获得七天免费试用的机会。期间无需支付任何费用。七天后，用户使用我们的编码器每小时需要支付1.25美元。
jan ozer: 你们不提供硬件设备对么？
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