FPGA+CPU助力數據中心實現圖像處理應用體驗與服務成本新平衡
1. 為什么需要圖片加速?
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202003/410679.htm
目前,圖片處理的需求正在快速成長,即源于用戶生成內容,視頻圖片抓取等方式的圖片縮略圖生成,像素處理,圖片轉碼、智能分析處理需求不斷增加。眾多應用迫切需要高性能,高性價比的圖片處理解決方案。
在這種情況下,數據中心面臨著一個核心的考驗--即用戶體驗與服務成本之間的平衡。總地來說,目前存在的純CPU處理方案,TCO(服務器、電費、帶寬、場地人員 成本)相對高昂,用戶體驗也相對較差。
2 . 解決方案
2.1. ThunderImage JPEG2JPEG縮略圖方案
鑒于此,深維科技推出了基于FPGA+CPU異構計算的解決方案-JPEG2JPEG,通過高性能FPGA分擔CPU處理任務,其所帶來的優勢是20倍吞吐性能提升,20倍延遲的降低,5倍實際成本的節省以及10倍的能效比提升。
JPEG2JPEG縮略圖方案是將用戶上傳的圖片進行高質量的縮放,即可滿足絕大多數應用場合需求,例如,微信接收的一般都是縮小后的圖片。縮略圖是一項大量的、高并發的需求,針對4K圖像輸入,輸出縮放至1024x768、640x480的場景。目前,JPEG2JPEG縮略圖方案可以實現吞吐量550張、延遲約58ms的高性能效果。
2.2 . ThunderImage JPEG2WebP轉碼方案
WebP的需求主要來自于對帶寬成本的節省。WebP相較于JPEG,在同等圖像質量情況下,壓縮率可以提升25%~34%,相應的對帶寬成本的節省更加明顯,并且因為傳輸數據量的減少,延遲也會隨之降低,進而帶來用戶體驗的提升。但與此同時,WebP也存在一項問題,其計算復雜度是JPEG的10倍,對服務器的性能要求也更高,進而造成部署成本的提升。
深維科技的ThunderImage JPEG2WebP轉碼方案,通過FPGA加速帶來10倍左右的性能提升,進而降低WebP的復雜度及服務器成本。ThunderImage JPEG2WebP轉碼方案支持Baseline、Main、Ultra幾種類型,實現了對WebP M4以及M6模式的支持,并且支持了M4的比特級一致(與CPU參考軟件輸出結果每比特一致)。
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