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FPGA+CPU助力数据中心实现图像处理应用体验与服务成本新平衡
2020-03-09 08:47:14
来源:
快科技
编者按:图片逐渐成为互联网主要的内容构成,相应的图片处理需求也在高速成长,移动应用与用户生产内容(UGC)正在驱动数据中心图像处理的业务负载快速增加。本文深维科技联合创始人兼CEO樊平详细剖析了图片加速的必要性、当前实际的图片解决方案与部署方式以及如何通过
FPGA
+
CPU
异构计算的方案维护用户体验与服务成本新平衡。
为什么需要图片加速?
目前,图片处理的需求正在快速成长,即源于用户生成内容,视频图片抓取等方式的图片缩略图生成,像素处理,图片转码、智能分析处理需求不断增加。众多应用迫切需要高性能,高性价比的图片处理解决方案。
在这种情况下,数据中心面临着一个核心的考验--即用户体验与服务成本之间的平衡。总地来说,目前存在的纯
CPU
处理方案,TCO(服务器、电费、带宽、场地人员 成本)相对高昂,用户体验也相对较差。
2 . 解决方案
2.1. ThunderImage JPEG2JPEG缩略图方案
鉴于此,深维科技推出了基于
FPGA
+
CPU
异构计算的解决方案-JPEG2JPEG,通过高性能
FPGA
分担
CPU
处理任务,其所带来的优势是20倍吞吐性能提升,20倍延迟的降低,5倍实际成本的节省以及10倍的能效比提升。
JPEG2JPEG缩略图方案是将用户上传的图片进行高质量的缩放,即可满足绝大多数应用场合需求,例如,微信接收的一般都是缩小后的图片。缩略图是一项大量的、高并发的需求,针对4K图像输入,输出缩放至1024x768、640x480的场景。目前,JPEG2JPEG缩略图方案可以实现吞吐量550张、延迟约58ms的高性能效果。
2.2 . ThunderImage JPEG2WebP转码方案
WebP的需求主要来自于对带宽成本的节省。WebP相较于JPEG,在同等图像质量情况下,压缩率可以提升25%~34%,相应的对带宽成本的节省更加明显,并且因为传输数据量的减少,延迟也会随之降低,进而带来用户体验的提升。但与此同时,WebP也存在一项问题,其计算复杂度是JPEG的10倍,对服务器的性能要求也更高,进而造成部署成本的提升。
深维科技的ThunderImage JPEG2WebP转码方案,通过
FPGA
加速带来10倍左右的性能提升,进而降低WebP的复杂度及服务器成本。ThunderImage JPEG2WebP转码方案支持Baseline、Main、Ultra几种类型,实现了对WebP M4以及M6模式的支持,并且支持了M4的比特级一致(与
CPU
参考软件输出结果每比特一致)。
关于深维科技:
北京深维科技有限公司(简称深维科技)成立于2016年,由中国顶级
FPGA
软件和硬件开发人员组成。 公司团队在多媒体处理,HPC应用和异构系统架构设计方面拥有丰富的经验。致力于成长为领先的异构加速应用领域
FPGA
计算平台供应商,为更多行业和应用提供支持。
深维科技基于
FPGA
+
CPU
的异构计算技术,为数据中心应用提供超高性能的图像和视频处理解决方案和产品。除此之外,深维科技还为高性能计算和大数据应用,如存储压缩加速和地震勘探等应用提供解决方案和设计服务。
关键词:
FPGA
CPU
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