藏在VPU里的玲瓏棋局

最近ChatGPT引發(fā)了全球范圍內的AI熱，隨之而來的是與AI算法緊密相關的AI計算與AI芯片又一次火爆了起來。但事實上，大語言模型能夠驅動的算力增長是有限的。根據相關數據，未來有70%-80%的AI計算任務將發(fā)生在機器視覺與多模態(tài)領域。因此，真正的AI時代，其實是視頻計算的時代。

直播、短視頻的持續(xù)熱絡，各種設備形態(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，而經典計算結構中的CPU+GPU體系，已經無法滿足海量視頻業(yè)務的處理需求需求，于是視頻處理芯片VPU（Video Processing Unit）應運而生。

VPU究竟能做什么？它的應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落地應用的關鍵節(jié)點上。

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絡成本。尤其對于算力而言，當海量視頻編解碼需求出現(xiàn)時，傳統(tǒng)的CPU計算方式缺乏針對性，處理效率低，并且會帶來能耗與部署空間的浪費，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，往往會陷入驅動程序與處理器不兼容的問題，從而導致大量任務無法正常運行。

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

VPU瞄準的，實際上是一個非常大的機會。

落子：VPU的應用與考驗

就目前情況來看，VPU的應用領域與關聯(lián)場景非常豐富。這是因為視頻正成為無處不在，充斥在生活各個角落與產業(yè)各個領域的基礎信息樣態(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，而在端側，攝像頭、無人機、手機、PC等各種設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)在兩個領域。一方面是在云端成為數據中心的一部分，以應對海量視頻數據的加速需求；另一方面是在終端側，與手機、汽車、安防、無人機、ARVR設備結合，提高設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，我們可以將其總結為三個能力：

1.高清編解碼能力：VPU需要應對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)質檢、安防等應用也在升級4K，無處不在的泛化4K，已經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，從而保障視頻應用的軟硬兼容性，避免因軟件問題導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，以此來應對不同硬件體系對VPU的需求。

在兩大領域、三大能力的框定下，VPU的棋局已經愈發(fā)清晰。這盤棋，也確實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的產業(yè)實踐與市場發(fā)展處在高速爆發(fā)期，各個領域的互聯(lián)網公司、科技企業(yè)都加入了這項關鍵技術的布局。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，騰訊自研的視頻轉碼芯片“滄?！保延?022年3月成功流片。Meta、字節(jié)跳動、快手等互聯(lián)網大廠紛紛啟動了VPU布局。尤其值得注意的是，過往半導體投入并不多，但高度依賴視頻業(yè)務的字節(jié)跳動與快手都布局了VPU，足可見業(yè)界對VPU技術的重視。有數據認為，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、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產品進行支撐。

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

總體來看，VPU市場應用處在巨頭進駐、高速爆發(fā)、產業(yè)應用性廣泛的階段，這些特征基本預示了VPU賽道未來的潛力價值。

未來，高清視頻與機器視覺將無處不在，VPU的身影或許也將如此。