藏在VPU里的玲珑棋局

最近ChatGPT引发了全球范围内的AI热，随之而来的是与AI算法紧密相关的AI计算与AI芯片又一次火爆了起来。但事实上，大语言模型能够驱动的算力增长是有限的。根据相关数据，未来有70%-80%的AI计算任务将发生在机器视觉与多模态领域。因此，真正的AI时代，其实是视频计算的时代。
    
    直播、短视频的持续热络，各种设备形态与行业场景对摄像、视频能力的需求，使专用的视频计算能力与处理单元将成为时代的刚需。
    我们此刻正在，并且未来长期将生活在一个无处不是屏幕，无处不是视频的世界里。人们对高清、高帧率的视频需求，从来都是有增无减的，而经典计算结构中的CPU+GPU体系，已经无法满足海量视频业务的处理需求需求，于是视频处理芯片VPU（Video Processing Unit）应运而生。
    VPU究竟能做什么？它的应用方向和市场格局处在怎样的阶段？让我们打开这枚小小的芯片，一起进入VPU的玲珑棋局。
    观局：为什么需要VPU？
    这盘棋的开端，我们需要来了解VPU的出现的必然性是什么。
    在目前阶段，无论是C端还是B端用户，对高清视频（4K/8K）都有着愈发清晰强烈的需求。作为普通用户，我们期待着直播、短视频、VR的高清体验持续升级，而企业则需要提升在线会议、工业视觉、自动驾驶等领域的高清视频能力。整体而言，我们处在冲向4K泛在化、8K落地应用的关键节点上。
    但向高清视频的冲刺，却会带来视频编解码方面更高的算力消耗与网络成本。尤其对于算力而言，当海量视频编解码需求出现时，传统的CPU计算方式缺乏针对性，处理效率低，并且会带来能耗与部署空间的浪费，综合成本过高。GPU处理视频编解码的能力更好，但其资源利用率和浮在灵活性依旧不足。尤其使用GPU来处理编解码任务，往往会陷入驱动程序与处理器不兼容的问题，从而导致大量任务无法正常运行。
    
    专业的芯片做专业的事，是这个时代半导体产业发展的核心命题。视频任务既然让CPU或GPU都有点难以处理，那么VPU这种编解码更加灵活，处理能力更加具有专业性的芯片也就应运而生。
    VPU瞄准的，实际上是一个非常大的机会。
    落子：VPU的应用与考验
    就目前情况来看，VPU的应用领域与关联场景非常丰富。这是因为视频正成为无处不在，充斥在生活各个角落与产业各个领域的基础信息样态。在云端，短视频和直播平台每天要处理海量的视频编解码任务，而在端侧，摄像头、无人机、手机、PC等各种设备都具备拍摄视频和播放视频的功能。
    这也让VPU的落子主要呈现在两个领域。一方面是在云端成为数据中心的一部分，以应对海量视频数据的加速需求；另一方面是在终端侧，与手机、汽车、安防、无人机、ARVR设备结合，提高设备的视频编解码性能，降低视频处理所需的功耗与时延。在视频处理需求爆发式增长的今天，产业各界对VPU也提出了一系列新的需求，我们可以将其总结为三个能力：
    1.高清编解码能力：VPU需要应对4K甚至8K的编解码，满足泛在化高清的落地需求。如今，在线会议、工业质检、安防等应用也在升级4K，无处不在的泛化4K，已经成为各界对视频处理能力普遍而广泛的需求。
    2.软件环境兼容能力：VPU要能够灵活适配不同的操作系统与软件环境，从而保障视频应用的软硬兼容性，避免因软件问题导致资源措置与兼容难题。
    3.硬件场景适配能力：VPU需要灵活适配不同的硬件特性，从而降低端到端时延，提高编解码处理效率，以此来应对不同硬件体系对VPU的需求。
    在两大领域、三大能力的框定下，VPU的棋局已经愈发清晰。这盘棋，也确实吸引到了各界棋手的加入。
    争势：一场千亿规模的棋局
    目前阶段，VPU的产业实践与市场发展处在高速爆发期，各个领域的互联网公司、科技企业都加入了这项关键技术的布局。其中比较有代表性的，是2021年4月，谷歌发布了自研的Argos VCU。在那之后，在流媒体、短视频、直播领域具有优势的企业，纷纷开始布局VPU。
    比如说，腾讯自研的视频转码芯片“沧海”，已于2022年3月成功流片。Meta、字节跳动、快手等互联网大厂纷纷启动了VPU布局。尤其值得注意的是，过往半导体投入并不多，但高度依赖视频业务的字节跳动与快手都布局了VPU，足可见业界对VPU技术的重视。有数据认为，VPU将在未来成长为千亿人民币规模的市场，目前来看极有可能。
    但互联网、流媒体厂商布局VPU，还属于跨界提前布局，其效果还需要几年时间显现出来。而业界在目前阶段，则更需要成熟、稳定的VPU产品进行支撑。
    
    比如说，此前安谋科技发布了第二代VPU产品“玲珑”系列V6/V8。这两款产品对应市场主流的4k8k实时解码需求而生。具有配置灵活可定制、编解码性能优异、面积小等特点。在硬件场景的适配上，玲珑V6/V8既可以面向数据中心场景，也能够与摄像头、汽车、智能家居、移动设备结合；在软件兼容问题中，其已经完整实现了Android和Linux驱动，以及上层一些应用框架支持，可以满足各种消费类产品、云端以及嵌入式场景的需求。
    总体来看，VPU市场应用处在巨头进驻、高速爆发、产业应用性广泛的阶段，这些特征基本预示了VPU赛道未来的潜力价值。
    未来，高清视频与机器视觉将无处不在，VPU的身影或许也将如此。