1. GPU直通和vGPU解析 GPU 直通技術(shù)通過VT-d 技術(shù),將物理GPU 透傳給某一個虛擬機,使虛擬機能夠完全擁有物理GPU 的資源與性能,該方式避免了舊有GPU共享模式帶來的抽象層開銷,而且交付的性能能夠與傳統(tǒng)工作站相媲美。 GPU虛擬化,也可稱為vGPU模式。vGPU技術(shù)采用圖形命令重定向架構(gòu),在虛擬機的虛擬GPU驅(qū)動中截獲圖形命令調(diào)用,并轉(zhuǎn)發(fā)到主機端,在主機端的物理GPU 上處理圖形命令。隨著GPU技術(shù)的快速發(fā)展,GPU已經(jīng)可以像其他服務(wù)器其他組件一樣進行虛擬化,與傳統(tǒng)的GPU共享模式不同,vGPU不需要額外的抽象層或API的轉(zhuǎn)換,延時更低。相比GPU直通模式,vGPU可以同時在多個虛擬機之間共享GPU,提升GPU的使用效率,降低投資。 理論上vGPU的模式可以為廣電客戶帶來更大的經(jīng)濟收益以及最大的資源靈活度,但從目前的測試和使用情況來看,GPU虛擬化在融合媒體云平臺4K或多軌高清制作應(yīng)用場景,尤其在負載比較大的情況下,其用戶體驗稍低于GPU直通的效果,但兩者在一般的高清精編和粗編應(yīng)用中差別不大。本文主要對GPU直通相關(guān)的2種非編方案進行介紹。 2. 基于GPU直通的非編方案 GPU直通方式既可以滿足對GPU性能要求較高的特技、渲染、精編制作,同時又可以滿足低碼率的粗編、新媒體類的編輯制作,給予融合媒體云更大的需求適應(yīng)度。 對于服務(wù)器的形態(tài),我們推薦采用刀片式。每臺刀片服務(wù)器配備相應(yīng)數(shù)量的顯卡,為非編資源池構(gòu)成底層支持平臺。方案通過引入服務(wù)器虛擬化技術(shù)、GPU資源池化技術(shù)、GPU直通技術(shù)、虛擬桌面架構(gòu)(VDI)技術(shù),構(gòu)建云非編制作資源池。其實現(xiàn)如下圖所示: |
具體實現(xiàn)方式為,在刀片服務(wù)器上部署虛擬化層,虛擬化管理系統(tǒng)將物理服務(wù)器虛擬成多個虛機,并將刀片服務(wù)器上的GPU卡構(gòu)建成GPU資源池,虛擬機在啟動的時候動態(tài)從資源池中獲取GPU硬件資源,將GPU直通映射到虛擬機上,然后在虛機上安裝操作系統(tǒng)、遠程桌面協(xié)議以及非編應(yīng)用軟件,形成云非編工作站。用戶使用PC機或者瘦客戶機通過支持高清視頻穩(wěn)定傳輸?shù)淖烂鎱f(xié)議訪問云非編工作站虛機,所有的非編處理工作都在后臺完成,前端只是鍵盤、鼠標操作以及顯示制作畫面。非編工作站虛擬機在關(guān)閉的時候自動釋放GPU硬件資源到GPU資源池,可被其他非編工作站虛機調(diào)用。 |
3. 基于Moonshot微卡的非編方案 |
Moonshot System 在當今業(yè)界獨具特色。它在基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計上進步巨大,在4.3U的主機內(nèi)擴展提供45路服務(wù)器,較傳統(tǒng)服務(wù)器節(jié)約能耗89%、節(jié)省占用空間80%、降低成本77%。Moonshot System用更節(jié)能的 SoC(系統(tǒng)級芯片)替換一般用途的處理器,SoC 中包含針對特定工作負載定制的集成加速器。Moonshot機箱中包含傳統(tǒng)服務(wù)器中常見的一切資源,包括電源、散熱、管理、交換機和網(wǎng)絡(luò)上行鏈路均在密集分布的 45 個熱插拔服務(wù)器模組之間共享,這使得不必相應(yīng)地增加復(fù)雜性和管理開銷,即可實現(xiàn)大型擴展。 各個電視臺時常面臨的挑戰(zhàn)是,如何以不同的格式和分辨率為用戶制作越來越多的節(jié)目內(nèi)容。而且,即將采用的超高清(4k、8k)電視將需要視頻編輯工作站提供更高的處理能力,這為現(xiàn)有的工作站帶來更大的壓力。H3C憑借Moonshot上的m710 服務(wù)器模組重新界定了用于視頻非編和轉(zhuǎn)碼應(yīng)用的計算基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟效益,以 SD 的價格提供高清的性能,使流量增長了20倍。m710 由 Intel Iris Pro Graphics P5200 處理器驅(qū)動,使您能夠擴展產(chǎn)品,采用新格式,為未來做好準備,而無需大規(guī)模地擴張數(shù)據(jù)中心設(shè)施。 如果客戶對傳統(tǒng)基于X86機架服務(wù)器的非編工作站的強勁性能、資源獨占性有偏好,但又不喜歡它的資源閑置浪費、無法隨時隨地處理工作的缺陷,基于Moonshot的視頻非編方案將會是一個很好的替代選擇,該方案如下: |
每片M710p微卡安裝win7/win8 X64作為物理桌面,并安裝視頻非編應(yīng)用軟件,發(fā)布給客戶端,客戶端可以是瘦客戶機也可以是移動設(shè)備。客戶端上安裝RGS遠程圖形軟件,通過網(wǎng)絡(luò)接入到M710p上,在微卡服務(wù)器端完成視頻非編處理,RGS將圖像壓縮后傳給客戶端,客戶端上的鼠標、鍵盤操作實時反饋回微卡服務(wù)器。 客戶如果想采用云非編更為先進、主流的技術(shù),可采用H3C基于刀片服務(wù)器虛擬化的GPU直通虛機技術(shù),同樣能輕松面對重負載的視頻編輯渲染工作。 4. 4K非編方案的探討 |
4K 無疑是近幾年很火的一個話題,無論是4K電影、4K電視還是4K錄像機都成了我們追逐的潮流,從2016年初的CCBN到各個宣傳媒介都有提及。根據(jù)超高清電視標準規(guī)劃(EBU),我們國家從2014年起 至2020年,將分階段逐步引入4K以及8K。 我們知道圖像的大小可以用像素分辨率來表示。而我們經(jīng)常所說的全高清視頻也叫做1080P視頻其實分辨率就是1920×1080。而4K則一般指畫面分辨率達到3840×2160,即橫向3840個像素,縱向2160個像素。然而由于使用范圍的差異,4K分辨率也存在著各種差異。例如:Full Aperture 4K的4096*3112、Academy 4K的3656*2664等。和普通高清視頻相比,同樣精度下,4K能展現(xiàn)更多的畫面;而在同樣大小的畫面下,4K則能容納更多的信息量。 4K不是簡單節(jié)目清晰度的提升,對于整個相關(guān)產(chǎn)業(yè)的變化都是翻天覆地的: ● 4K攝像設(shè)備(光電參數(shù)、視頻參數(shù)、接口與格式) ● 4K演播室(轉(zhuǎn)播車)系統(tǒng)和設(shè)備(視頻參數(shù)、接口與格式) ● 4K后期制作系統(tǒng)和設(shè)備(視頻參數(shù)、接口與格式、圖像質(zhì)量、通道指標、聲畫同步) ● 4K傳輸編碼測試(ES分析、視頻參數(shù)、圖像質(zhì)量、通道指標、聲畫同步、) ● 4K顯示設(shè)備測試(顯示性能) 撇開專屬設(shè)備,我們這里就簡單討論一下,4K來臨之后對GPU、計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、VDI等各個組件需求: ● VDI: 云非編除了效果性能接近或者等同于傳統(tǒng)非編工作站,我們關(guān)注更多的是能為管理、運維帶來便利性。而VDI的核心是遠程圖形協(xié)議對視頻類應(yīng)用的優(yōu)化程度。RGS專注于視頻協(xié)議多年,無論是全球還是中國的電視臺都有良好的口碑。 ● GPU: ● 計算: ● 存儲、網(wǎng)絡(luò): |
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