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| 1. GPU直通和vGPU解析 GPU 直通技術(shù)通過(guò)VT-d 技術(shù)，將物理GPU 透?jìng)鹘o某一個(gè)虛擬機(jī)，使虛擬機(jī)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(lái)的抽象層開(kāi)銷(xiāo)，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(chēng)為vGPU模式。vGPU技術(shù)采用圖形命令重定向架構(gòu)，在虛擬機(jī)的虛擬GPU驅(qū)動(dòng)中截獲圖形命令調(diào)用，并轉(zhuǎn)發(fā)到主機(jī)端，在主機(jī)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(jìn)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(shí)更低。相比GPU直通模式，vGPU可以同時(shí)在多個(gè)虛擬機(jī)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(hù)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)收益以及最大的資源靈活度，但從目前的測(cè)試和使用情況來(lái)看，GPU虛擬化在融合媒體云平臺(tái)4K或多軌高清制作應(yīng)用場(chǎng)景，尤其在負(fù)載比較大的情況下，其用戶(hù)體驗(yàn)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(duì)GPU直通相關(guān)的2種非編方案進(jìn)行介紹。 2. 基于GPU直通的非編方案 GPU直通方式既可以滿(mǎn)足對(duì)GPU性能要求較高的特技、渲染、精編制作，同時(shí)又可以滿(mǎn)足低碼率的粗編、新媒體類(lèi)的編輯制作，給予融合媒體云更大的需求適應(yīng)度。 對(duì)于服務(wù)器的形態(tài)，我們推薦采用刀片式。每臺(tái)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(tái)。方案通過(guò)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(shí)現(xiàn)如下圖所示： |
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| 具體實(shí)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(gè)虛機(jī)，并將刀片服務(wù)器上的GPU卡構(gòu)建成GPU資源池，虛擬機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候動(dòng)態(tài)從資源池中獲取GPU硬件資源，將GPU直通映射到虛擬機(jī)上，然后在虛機(jī)上安裝操作系統(tǒng)、遠(yuǎn)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(hù)使用PC機(jī)或者瘦客戶(hù)機(jī)通過(guò)支持高清視頻穩(wěn)定傳輸?shù)淖烂鎱f(xié)議訪問(wèn)云非編工作站虛機(jī)，所有的非編處理工作都在后臺(tái)完成，前端只是鍵盤(pán)、鼠標(biāo)操作以及顯示制作畫(huà)面。非編工作站虛擬機(jī)在關(guān)閉的時(shí)候自動(dòng)釋放GPU硬件資源到GPU資源池，可被其他非編工作站虛機(jī)調(diào)用。 |
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3. 基于Moonshot微卡的非編方案 |
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Moonshot System 在當(dāng)今業(yè)界獨(dú)具特色。它在基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)上進(jìn)步巨大，在4.3U的主機(jī)內(nèi)擴(kuò)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(jí)芯片）替換一般用途的處理器，SoC 中包含針對(duì)特定工作負(fù)載定制的集成加速器。Moonshot機(jī)箱中包含傳統(tǒng)服務(wù)器中常見(jiàn)的一切資源，包括電源、散熱、管理、交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上行鏈路均在密集分布的 45 個(gè)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(kāi)銷(xiāo)，即可實(shí)現(xiàn)大型擴(kuò)展。 各個(gè)電視臺(tái)時(shí)常面臨的挑戰(zhàn)是，如何以不同的格式和分辨率為用戶(hù)制作越來(lái)越多的節(jié)目?jī)?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(lái)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(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益，以 SD 的價(jià)格提供高清的性能，使流量增長(zhǎng)了20倍。m710 由 Intel Iris Pro Graphics P5200 處理器驅(qū)動(dòng)，使您能夠擴(kuò)展產(chǎn)品，采用新格式，為未來(lái)做好準(zhǔn)備，而無(wú)需大規(guī)模地?cái)U(kuò)張數(shù)據(jù)中心設(shè)施。 如果客戶(hù)對(duì)傳統(tǒng)基于X86機(jī)架服務(wù)器的非編工作站的強(qiáng)勁性能、資源獨(dú)占性有偏好，但又不喜歡它的資源閑置浪費(fèi)、無(wú)法隨時(shí)隨地處理工作的缺陷，基于Moonshot的視頻非編方案將會(huì)是一個(gè)很好的替代選擇，該方案如下： |
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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(hù)端，客戶(hù)端可以是瘦客戶(hù)機(jī)也可以是移動(dòng)設(shè)備?？蛻?hù)端上安裝RGS遠(yuǎn)程圖形軟件，通過(guò)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(hù)端，客戶(hù)端上的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)操作實(shí)時(shí)反饋回微卡服務(wù)器。 客戶(hù)如果想采用云非編更為先進(jìn)、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(jī)技術(shù)，同樣能輕松面對(duì)重負(fù)載的視頻編輯渲染工作。 4. 4K非編方案的探討 |
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4K 無(wú)疑是近幾年很火的一個(gè)話(huà)題，無(wú)論是4K電影、4K電視還是4K錄像機(jī)都成了我們追逐的潮流，從2016年初的CCBN到各個(gè)宣傳媒介都有提及。根據(jù)超高清電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃（EBU），我們國(guó)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(lái)表示。而我們經(jīng)常所說(shuō)的全高清視頻也叫做1080P視頻其實(shí)分辨率就是1920×1080。而4K則一般指畫(huà)面分辨率達(dá)到3840×2160，即橫向3840個(gè)像素，縱向2160個(gè)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(huà)面；而在同樣大小的畫(huà)面下，4K則能容納更多的信息量。 4K不是簡(jiǎn)單節(jié)目清晰度的提升，對(duì)于整個(gè)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(chē)）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(biāo)、聲畫(huà)同步） ● 4K傳輸編碼測(cè)試（ES分析、視頻參數(shù)、圖像質(zhì)量、通道指標(biāo)、聲畫(huà)同步、） ● 4K顯示設(shè)備測(cè)試（顯示性能） 撇開(kāi)專(zhuān)屬設(shè)備，我們這里就簡(jiǎn)單討論一下，4K來(lái)臨之后對(duì)GPU、計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、VDI等各個(gè)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(yùn)維帶來(lái)便利性。而VDI的核心是遠(yuǎn)程圖形協(xié)議對(duì)視頻類(lèi)應(yīng)用的優(yōu)化程度。RGS專(zhuān)注于視頻協(xié)議多年，無(wú)論是全球還是中國(guó)的電視臺(tái)都有良好的口碑。 ● GPU： ● 計(jì)算： ● 存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)： |
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