藏在VPU里的玲瓏棋局

最近ChatGPT引發(fā)了全球范圍內(nèi)的AI熱，隨之而來的是與AI算法緊密相關(guān)的AI計(jì)算與AI芯片又一次火爆了起來。但事實(shí)上，大語言模型能夠驅(qū)動的算力增長是有限的。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，未來有70%-80%的AI計(jì)算任務(wù)將發(fā)生在機(jī)器視覺與多模態(tài)領(lǐng)域。因此，真正的AI時代，其實(shí)是視頻計(jì)算的時代。

直播、短視頻的持續(xù)熱絡(luò)，各種設(shè)備形態(tài)與行業(yè)場景對攝像、視頻能力的需求，使專用的視頻計(jì)算能力與處理單元將成為時代的剛需。

我們此刻正在，并且未來長期將生活在一個無處不是屏幕，無處不是視頻的世界里。人們對高清、高幀率的視頻需求，從來都是有增無減的，而經(jīng)典計(jì)算結(jié)構(gòu)中的CPU+GPU體系，已經(jīng)無法滿足海量視頻業(yè)務(wù)的處理需求需求，于是視頻處理芯片VPU（Video Processing Unit）應(yīng)運(yùn)而生。

VPU究竟能做什么？它的應(yīng)用方向和市場格局處在怎樣的階段？讓我們打開這枚小小的芯片，一起進(jìn)入VPU的玲瓏棋局。

觀局：為什么需要VPU？

這盤棋的開端，我們需要來了解VPU的出現(xiàn)的必然性是什么。

在目前階段，無論是C端還是B端用戶，對高清視頻（4K/8K）都有著愈發(fā)清晰強(qiáng)烈的需求。作為普通用戶，我們期待著直播、短視頻、VR的高清體驗(yàn)持續(xù)升級，而企業(yè)則需要提升在線會議、工業(yè)視覺、自動駕駛等領(lǐng)域的高清視頻能力。整體而言，我們處在沖向4K泛在化、8K落地應(yīng)用的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。

但向高清視頻的沖刺，卻會帶來視頻編解碼方面更高的算力消耗與網(wǎng)絡(luò)成本。尤其對于算力而言，當(dāng)海量視頻編解碼需求出現(xiàn)時，傳統(tǒng)的CPU計(jì)算方式缺乏針對性，處理效率低，并且會帶來能耗與部署空間的浪費(fèi)，綜合成本過高。GPU處理視頻編解碼的能力更好，但其資源利用率和浮在靈活性依舊不足。尤其使用GPU來處理編解碼任務(wù)，往往會陷入驅(qū)動程序與處理器不兼容的問題，從而導(dǎo)致大量任務(wù)無法正常運(yùn)行。

專業(yè)的芯片做專業(yè)的事，是這個時代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心命題。視頻任務(wù)既然讓CPU或GPU都有點(diǎn)難以處理，那么VPU這種編解碼更加靈活，處理能力更加具有專業(yè)性的芯片也就應(yīng)運(yùn)而生。

VPU瞄準(zhǔn)的，實(shí)際上是一個非常大的機(jī)會。

落子：VPU的應(yīng)用與考驗(yàn)

就目前情況來看，VPU的應(yīng)用領(lǐng)域與關(guān)聯(lián)場景非常豐富。這是因?yàn)橐曨l正成為無處不在，充斥在生活各個角落與產(chǎn)業(yè)各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)信息樣態(tài)。在云端，短視頻和直播平臺每天要處理海量的視頻編解碼任務(wù)，而在端側(cè)，攝像頭、無人機(jī)、手機(jī)、PC等各種設(shè)備都具備拍攝視頻和播放視頻的功能。

這也讓VPU的落子主要呈現(xiàn)在兩個領(lǐng)域。一方面是在云端成為數(shù)據(jù)中心的一部分，以應(yīng)對海量視頻數(shù)據(jù)的加速需求；另一方面是在終端側(cè)，與手機(jī)、汽車、安防、無人機(jī)、ARVR設(shè)備結(jié)合，提高設(shè)備的視頻編解碼性能，降低視頻處理所需的功耗與時延。在視頻處理需求爆發(fā)式增長的今天，產(chǎn)業(yè)各界對VPU也提出了一系列新的需求，我們可以將其總結(jié)為三個能力：

1.高清編解碼能力：VPU需要應(yīng)對4K甚至8K的編解碼，滿足泛在化高清的落地需求。如今，在線會議、工業(yè)質(zhì)檢、安防等應(yīng)用也在升級4K，無處不在的泛化4K，已經(jīng)成為各界對視頻處理能力普遍而廣泛的需求。

2.軟件環(huán)境兼容能力：VPU要能夠靈活適配不同的操作系統(tǒng)與軟件環(huán)境，從而保障視頻應(yīng)用的軟硬兼容性，避免因軟件問題導(dǎo)致資源措置與兼容難題。

3.硬件場景適配能力：VPU需要靈活適配不同的硬件特性，從而降低端到端時延，提高編解碼處理效率，以此來應(yīng)對不同硬件體系對VPU的需求。

在兩大領(lǐng)域、三大能力的框定下，VPU的棋局已經(jīng)愈發(fā)清晰。這盤棋，也確實(shí)吸引到了各界棋手的加入。

爭勢：一場千億規(guī)模的棋局

目前階段，VPU的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐與市場發(fā)展處在高速爆發(fā)期，各個領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)公司、科技企業(yè)都加入了這項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的布局。其中比較有代表性的，是2021年4月，谷歌發(fā)布了自研的Argos VCU。在那之后，在流媒體、短視頻、直播領(lǐng)域具有優(yōu)勢的企業(yè)，紛紛開始布局VPU。

比如說，騰訊自研的視頻轉(zhuǎn)碼芯片“滄海”，已于2022年3月成功流片。Meta、字節(jié)跳動、快手等互聯(lián)網(wǎng)大廠紛紛啟動了VPU布局。尤其值得注意的是，過往半導(dǎo)體投入并不多，但高度依賴視頻業(yè)務(wù)的字節(jié)跳動與快手都布局了VPU，足可見業(yè)界對VPU技術(shù)的重視。有數(shù)據(jù)認(rèn)為，VPU將在未來成長為千億人民幣規(guī)模的市場，目前來看極有可能。

但互聯(lián)網(wǎng)、流媒體廠商布局VPU，還屬于跨界提前布局，其效果還需要幾年時間顯現(xiàn)出來。而業(yè)界在目前階段，則更需要成熟、穩(wěn)定的VPU產(chǎn)品進(jìn)行支撐。

比如說，此前安謀科技發(fā)布了第二代VPU產(chǎn)品“玲瓏”系列V6/V8。這兩款產(chǎn)品對應(yīng)市場主流的4k8k實(shí)時解碼需求而生。具有配置靈活可定制、編解碼性能優(yōu)異、面積小等特點(diǎn)。在硬件場景的適配上，玲瓏V6/V8既可以面向數(shù)據(jù)中心場景，也能夠與攝像頭、汽車、智能家居、移動設(shè)備結(jié)合；在軟件兼容問題中，其已經(jīng)完整實(shí)現(xiàn)了Android和Linux驅(qū)動，以及上層一些應(yīng)用框架支持，可以滿足各種消費(fèi)類產(chǎn)品、云端以及嵌入式場景的需求。

總體來看，VPU市場應(yīng)用處在巨頭進(jìn)駐、高速爆發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性廣泛的階段，這些特征基本預(yù)示了VPU賽道未來的潛力價值。

未來，高清視頻與機(jī)器視覺將無處不在，VPU的身影或許也將如此。