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Xilinx Realtime-Server mit Höchstleistung bei Video-Transcoding

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xilinxXilinx hat mit der Real Time (RT) Server Reference Architecture eine neue Infrastruktur für das Transcoding von Videos im Datacenter vorgestellt. Das Livestreaming hat nicht nur wegen der vielen Videokonferenzen in den vergangenen Monaten starken Zulauf erhalten. Mehr und mehr Inhalte werden durch Livestream- bzw. Streaming-Dienste bereitgestellt. eSports und Live-Events spielen dabei zunehmen eine Rolle und verlangen dabei nach vielen gleichzeitigen Streams, die transcodiert werden müssen.

Für große Anbieter spielt es zudem eine große Rolle, in welcher Bitrate das Streaming erfolgt. Zugleich soll aber auch die Qualität weiterhin keinerlei Einbußen erleben. Auf der anderen Seite gibt es Anwendungen, wo die Übertragungsqualität zweitrangig ist, aber zugleich hundert oder gar tausende Videostreams transcodiert werden müssen.

Xilinx bietet nun zwei Referenzlösungen an. Eine konzentriert sich auf die Kosten pro Bit im Transcoding und eine weitere auf die Kosten pro Channel der transcodiert werden soll.

Die Alveo U50 ist eine PCI-Express-Erweiterungskarte im HHHL-Format (Half Height / Half Length) und ist daher besonders kompakt. Sie kann entweder 2x 4Kp60, 8x 1080p60, 16x 1080p30 oder sogar 36x 720p30 transcodieren und unterstützte dabei sowohl H.264 als auch HEVC sowie HDR bzw. 10 Bit Farbtiefe. Dies alles geschieht bei einer TDP von 75 W und einer passiven Kühlung über den Luftstrom im Server. Die Alveo U50 verfügt zudem über ein direktes Netzwerkinterface (100GbE)

Die Alveo U30 getaufte Variante kann ebenfalls zwei 4Kp60-Signale transcodieren, die Auflösung aber auf bis zu 48 Kanäle aufteilen. Zudem ist hier kein Netzwerkinterface an der Karte vorhanden, sondern die Übertragung muss über den Host erfolgen. Hier liegt die TDP ebenfalls bei 75 W. Bei beiden Karten wird PCI-Express 4.0 als Interface zum Host verwendet. 

Beide Karten bieten unterschiedliche Qualitätsstufen im Transcoding und daran gekoppelt auch eine unterschiedlich hohe Latenz. Dort, wo eine besonders niedrige Latenz wichtig ist, kann diese auf niedrigster Transcoding-Qualität auf bis zu 25 ms heruntergeschraubt werden. Ausbalanciert sprechen wir von 100 ms und in der höchsten Qualität von 1 s die zwischen Eingangssignal und Ausgabe vergeht.

Auf den Karten kommen spezielle FPGAs von Xilinx zum Einsatz. Diese entstammen der UltraScale+-Generation und verfügen beispielsweise über 8 GB an HBM2. Die Speicherbandbreite liegt bei 316 GB/s.

Im Vergleich zu einer NVIDIA T4 kann eine Alveo U30 16 statt nur 10 H.264-Streams verarbeiten. Im HEVC-Codec sind es ebenfalls 16 Streams bei der Xilinx-Lösung, aber nur vier bei NVIDIA. Daher spricht Xilinx auch von einer höheren Dichte der zur Verfügung gestellten Streaming-Leistung. HPE, Wistron, Hypertec und Boston werden ab sofort bzw. ab Sommer entsprechende Server anbieten, die mit bis zu zehn der Alveo-Beschleuniger ausgestattet sind.

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