腾讯自研芯片“沧海”斩获8大全球第一：远超行业GPU

近日，腾讯对外披露了其自研编解码芯片“沧海”的最新进展。

在莫斯科国立大学举办的MSU硬件视频编码比赛中，腾讯“沧海”芯片包揽了所参加的两个赛道8项评分的全部第一。

据了解，沧海芯片已在业务场景中投用数万片，服务腾讯自研业务及公有云客户。

△MSU硬件视频编码比赛部分成绩

具体来看，在SSIM (结构相似性)、PSNR(峰值信噪比)和VMAF(视频多方法评估融合) 等多项评价指标省，沧海芯片大幅领先行业GPU等标品硬件。

据了解，MSU是视频压缩领域最具影响力的顶级赛事，迄今已连续举办了十七届，吸引了包括亚马逊、英伟达、英特尔、字节、快手、阿里和腾讯在内的国内外知名企业参与。

2021年11月，腾讯在数字生态大会上公开发布了自主研制的三款芯片：AI 推理芯片“紫霄”、视频转码芯片“沧海”和智能网卡芯片“玄灵”。

其中，沧海定位视频转码芯片，具备灵活的多核扩展架构、高性能编码流水线、层级化内存布局，优点为超前的软件编码器码率控制技术、高精度运动搜索、全功率失真优化、高效自适应量化，压缩率相比业界提升 30%以上。

据悉，早在2019年初，腾讯蓬莱实验室、香农实验室联合启动了编解码芯片”沧海“研发。对硬件编解码的算法、架构和工程进行深度攻关，向高画质、低延迟、低成本的“不可能三角”发起挑战。

基于自身在底层软硬件架构和音视频领域的多年积累，研发团队对每个模块的计算任务都作了并行拆解。通过分配不同的计算单元，从而叠加大量处理任务；为沧海芯片内置视频编码加速专用功能模块，让流水控制逻辑更纯粹，减少重复计算和分支判断，带来更低的功耗和成本。

沧海芯片的编码器设计中完整实现了高精度运动搜索、全率失真优化、高效自适应量化等所有主流编码工具，并融合腾讯云软件编码器码率控制等方面的领先技术，压缩率高于市面标品35%以上。

在硬件架构上，通过将视频预分析计算单元进一步卸载到硬件中，沧海芯片大幅减少了高密度转码场景下任务对CPU性能的依赖，将转码性能提升到更强。通过灵活的多核扩展架构、高性能编码流水线、层级化Memory布局，沧海芯片能满足高吞吐、低时延和实时性要求。

根据MSU实测数据显示，从各项指标看，在同码率下，相较于业界GPU等标品硬件，沧海能大幅改善画面质量；在120fps的高帧率档位上，同等质量下，沧海比行业领先水平进一步节省10%以上的码率。

另外，沧海芯片的单帧1080p的编码耗时仅4毫秒，吞吐性能几乎不受到编码参数、视频类型的影响。

资料显示，沧海芯片在去年3月已顺利“点亮”，目前已经量产并投用数万片，在云游戏、直点播等场景中，面向腾讯自研业务和公有云客户提供服务。

在直播平台中，观看人数小于200人的中长尾直播是主体，沧海芯片能帮助节省大量计算成本；在4K/8K超高清、高帧率场景中，相对软件编码，沧海芯片能实现低延时的高质量转码。

腾讯丰富的多媒体应用场景，提供了充分的分析和验证条件，让沧海芯片迭代出更有针对性的场景解决方案。

例如，针对云游戏场景，沧海芯片的瑶池板卡，可以灵活配比不同厂商GPU。针对视频转码场景，沧海芯片提供单机1024 路的高密转码能力，将转码成本降至最低。

软硬件的联合调优，也为腾讯云媒体处理（MPS）带来了领先的产品优势。

现在，腾讯云能提供音画质增强、云原生录制、实时特效渲染、智能编辑、内容分析理解等服务，为用户提供更低成本、更低延时、更极致压缩的处理效果。

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