Ngọc Yến
Writer
Gần đây, ChatGPT đã gây ra cơn sốt AI trên toàn thế giới, kéo theo sự trỗi dậy của điện toán AI và chip AI, những thứ liên quan mật thiết đến thuật toán AI. Theo dữ liệu liên quan, 70%-80% nhiệm vụ điện toán AI sẽ diễn ra trong lĩnh vực thị giác máy và đa phương thức trong tương lai. Do đó, kỷ nguyên AI thực sự là kỷ nguyên của điện toán video.
Sự phổ biến liên tục của các chương trình phát sóng trực tiếp (livestream) và video ngắn, cũng như nhu cầu về khả năng của máy ảnh và video trong các loại thiết bị và tình huống công nghiệp khác nhau, khiến cho các đơn vị xử lý và khả năng tính toán video chuyên dụng trở thành nhu cầu khắt khe của thời đại.
Chúng ta đang và sẽ còn sống trong một thế giới nơi mọi thứ đều là màn hình và mọi thứ đều là video. Nhu cầu của mọi người về video độ phân giải cao và tốc độ khung hình cao luôn tăng lên và hệ thống CPU + GPU trong cấu trúc điện toán cổ điển đã không thể đáp ứng các yêu cầu xử lý của các dịch vụ video lớn, vì vậy chip xử lý video VPU (bộ xử lý video) ra đời.
Chính xác một VPU có thể làm gì? Giai đoạn của hướng ứng dụng và cấu trúc thị trường của nó là gì? Hãy cùng nhau khám phá con chip nhỏ này ngay dưới đây.
Ở giai đoạn hiện tại, cả người dùng C-end (người dùng cuối) và B-end (người dùng cuối là doanh nghiệp) đều có nhu cầu ngày càng rõ ràng và mạnh mẽ đối với video độ phân giải cao (4K/8K). Là người dùng thông thường, chúng ta mong muốn trải nghiệm độ nét cao được nâng cấp liên tục trong phát sóng trực tiếp, video ngắn và VR, trong khi các doanh nghiệp cần cải thiện khả năng video độ nét cao trong các lĩnh vực như hội nghị trực tuyến, tầm nhìn công nghiệp và lái xe tự hành. Nhìn chung, chúng ta đang ở điểm mấu chốt hướng tới các ứng dụng đích 4K và 8K phổ biến.
Tuy nhiên, việc chạy nước rút tới video độ nét cao sẽ khiến mức tiêu thụ điện năng và dữ liệu cao hơn trong codec video. Đặc biệt là về sức mạnh tính toán, khi nhu cầu mã hóa và giải mã video lớn phát sinh, phương pháp tính toán CPU truyền thống không được nhắm mục tiêu, hiệu quả xử lý thấp và sẽ gây lãng phí tiêu thụ năng lượng và dung lượng, nói chung chi phí tổng thể quá cao. Khả năng xử lý codec video của GPU tốt hơn, nhưng việc sử dụng tài nguyên và tính linh hoạt nổi vẫn chưa đủ. Đặc biệt, việc sử dụng GPU để xử lý các tác vụ mã hóa và giải mã thường dẫn đến sự không tương thích giữa trình điều khiển và bộ xử lý, dẫn đến một số lượng lớn tác vụ không chạy đúng.
Chip chuyên nghiệp làm những việc chuyên nghiệp, đó nguyên tắc cốt lõi cho sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn ngày nay. Do các tác vụ video hơi khó xử lý đối với CPU hoặc GPU, nên các chip VPU với codec linh hoạt hơn và khả năng xử lý chuyên nghiệp hơn đã xuất hiện khi thời gian yêu cầu.
Cái mà VPU hướng tới thực ra là một cơ hội rất lớn.
Theo tình hình hiện tại, các lĩnh vực ứng dụng và kịch bản liên quan của VPU rất phong phú. Điều này là do video đang trở thành một dạng thông tin cơ bản phổ biến, lấp đầy mọi ngóc ngách của cuộc sống và mọi lĩnh vực công nghiệp. Trên đám mây, các nền tảng video ngắn và phát sóng trực tiếp phải xử lý các tác vụ mã hóa và giải mã video lớn mỗi ngày, trong khi ở phía cuối, nhiều thiết bị khác nhau như máy ảnh, máy bay không người lái, điện thoại di động và PC có khả năng quay và phát video.
Điều này cũng làm cho vị trí của VPU chủ yếu xuất hiện ở hai khu vực. Một mặt, nó trở thành một phần của trung tâm dữ liệu trên đám mây để đáp ứng nhu cầu tăng tốc của dữ liệu video lớn; Hiệu suất giải mã, giảm mức tiêu thụ điện năng và độ trễ cần thiết cho quá trình xử lý video. Ngày nay, với sự phát triển bùng nổ của các yêu cầu xử lý video, tất cả các tầng lớp xã hội trong ngành cũng đã đặt ra một loạt các yêu cầu mới đối với VPU, chúng ta có thể tóm tắt chúng thành ba khả năng:
1. Khả năng codec độ nét cao: VPU cần xử lý codec 4K hoặc thậm chí 8K để đáp ứng các yêu cầu triển khai độ nét cao phổ biến. Ngày nay, các ứng dụng như hội nghị trực tuyến, kiểm tra chất lượng công nghiệp và bảo mật cũng đang được nâng cấp lên 4K. 4K đã trở thành nhu cầu phổ biến về khả năng xử lý video trong mọi tầng lớp xã hội.
2. Khả năng tương thích với môi trường phần mềm: VPU phải có khả năng thích ứng linh hoạt với các hệ điều hành và môi trường phần mềm khác nhau, để đảm bảo tính tương thích của phần mềm và phần cứng của các ứng dụng video, đồng thời tránh các vấn đề về quản lý tài nguyên và khả năng tương thích do sự cố phần mềm gây ra.
3. Khả năng thích ứng với các kịch bản phần cứng: VPU cần linh hoạt thích ứng với các tính năng phần cứng khác nhau, từ đó giảm độ trễ đầu cuối và nâng cao hiệu quả xử lý mã hóa và giải mã, để đáp ứng nhu cầu của các hệ thống phần cứng khác nhau đối với VPU.
Trong khuôn khổ của hai lĩnh vực chính và ba năng lực chính, ván cờ của VPU đã trở nên rõ ràng hơn. Trò chơi cờ vua này thực sự đã thu hút những người chơi cờ từ mọi tầng lớp xã hội.
Ví dụ: chip chuyển mã video "Canghai" do Tencent tự phát triển đã được ghi hình thành công vào tháng 3/2022. Các công ty Internet lớn như Meta, ByteDance và Kuaishou đã lần lượt tung ra các bố cục VPU. Điều đặc biệt đáng chú ý là trước đây không đầu tư nhiều vào chất bán dẫn nhưng ByteDance và Kuaishou, những công ty phụ thuộc nhiều vào dịch vụ video, đã triển khai VPU, điều này cho thấy ngành này rất coi trọng công nghệ VPU. Theo một số dữ liệu, VPU sẽ phát triển thành một thị trường có quy mô 100 tỷ RMB trong tương lai, điều này rất có thể xảy ra ở thời điểm hiện tại.
Tuy nhiên, việc triển khai VPU của các nhà sản xuất Internet và phương tiện truyền phát trực tuyến vẫn là một bố cục tiên tiến xuyên biên giới và hiệu quả của nó sẽ mất vài năm mới xuất hiện. Ở giai đoạn hiện tại, ngành cần các sản phẩm VPU trưởng thành và ổn định để hỗ trợ.
Ví dụ: Amou Technology đã phát hành sản phẩm VPU thế hệ thứ hai "Linglong" sê-ri V6/V8 trước đây. Hai sản phẩm này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu giải mã thời gian thực 4k\8k chủ đạo trên thị trường. Nó có các đặc điểm của cấu hình linh hoạt và có thể tùy chỉnh, hiệu suất mã hóa và giải mã tuyệt vời và diện tích nhỏ. Về khả năng thích ứng với kịch bản phần cứng, Linglong V6/V8 có thể được định hướng cho các kịch bản trung tâm dữ liệu và cũng có thể được kết hợp với máy ảnh, ô tô, nhà thông minh và thiết bị di động; về khả năng tương thích phần mềm, nó đã triển khai đầy đủ trình điều khiển Android và Linux. Nó có thể đáp ứng nhu cầu của các sản phẩm tiêu dùng, đám mây và kịch bản nhúng khác nhau.
Nhìn chung, thị trường ứng dụng VPU đang ở giai đoạn những người khổng lồ gia nhập, bùng nổ tốc độ cao và khả năng ứng dụng công nghiệp rộng rãi, những đặc điểm này về cơ bản cho thấy giá trị tiềm năng của đường đua VPU trong tương lai.
Trong tương lai, video độ nét cao và thị giác máy sẽ phổ biến và con số của VPU cũng có thể giống như vậy.
Chúng ta đang và sẽ còn sống trong một thế giới nơi mọi thứ đều là màn hình và mọi thứ đều là video. Nhu cầu của mọi người về video độ phân giải cao và tốc độ khung hình cao luôn tăng lên và hệ thống CPU + GPU trong cấu trúc điện toán cổ điển đã không thể đáp ứng các yêu cầu xử lý của các dịch vụ video lớn, vì vậy chip xử lý video VPU (bộ xử lý video) ra đời.
Chính xác một VPU có thể làm gì? Giai đoạn của hướng ứng dụng và cấu trúc thị trường của nó là gì? Hãy cùng nhau khám phá con chip nhỏ này ngay dưới đây.
Quan sát: Tại sao chúng ta cần VPU?
Trước tiên, chúng ta cần hiểu tính tất yếu của sự xuất hiện của VPU.Ở giai đoạn hiện tại, cả người dùng C-end (người dùng cuối) và B-end (người dùng cuối là doanh nghiệp) đều có nhu cầu ngày càng rõ ràng và mạnh mẽ đối với video độ phân giải cao (4K/8K). Là người dùng thông thường, chúng ta mong muốn trải nghiệm độ nét cao được nâng cấp liên tục trong phát sóng trực tiếp, video ngắn và VR, trong khi các doanh nghiệp cần cải thiện khả năng video độ nét cao trong các lĩnh vực như hội nghị trực tuyến, tầm nhìn công nghiệp và lái xe tự hành. Nhìn chung, chúng ta đang ở điểm mấu chốt hướng tới các ứng dụng đích 4K và 8K phổ biến.
Tuy nhiên, việc chạy nước rút tới video độ nét cao sẽ khiến mức tiêu thụ điện năng và dữ liệu cao hơn trong codec video. Đặc biệt là về sức mạnh tính toán, khi nhu cầu mã hóa và giải mã video lớn phát sinh, phương pháp tính toán CPU truyền thống không được nhắm mục tiêu, hiệu quả xử lý thấp và sẽ gây lãng phí tiêu thụ năng lượng và dung lượng, nói chung chi phí tổng thể quá cao. Khả năng xử lý codec video của GPU tốt hơn, nhưng việc sử dụng tài nguyên và tính linh hoạt nổi vẫn chưa đủ. Đặc biệt, việc sử dụng GPU để xử lý các tác vụ mã hóa và giải mã thường dẫn đến sự không tương thích giữa trình điều khiển và bộ xử lý, dẫn đến một số lượng lớn tác vụ không chạy đúng.
Chip chuyên nghiệp làm những việc chuyên nghiệp, đó nguyên tắc cốt lõi cho sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn ngày nay. Do các tác vụ video hơi khó xử lý đối với CPU hoặc GPU, nên các chip VPU với codec linh hoạt hơn và khả năng xử lý chuyên nghiệp hơn đã xuất hiện khi thời gian yêu cầu.
Cái mà VPU hướng tới thực ra là một cơ hội rất lớn.
Lazi: Ứng dụng và thử nghiệm VPU
Điều này cũng làm cho vị trí của VPU chủ yếu xuất hiện ở hai khu vực. Một mặt, nó trở thành một phần của trung tâm dữ liệu trên đám mây để đáp ứng nhu cầu tăng tốc của dữ liệu video lớn; Hiệu suất giải mã, giảm mức tiêu thụ điện năng và độ trễ cần thiết cho quá trình xử lý video. Ngày nay, với sự phát triển bùng nổ của các yêu cầu xử lý video, tất cả các tầng lớp xã hội trong ngành cũng đã đặt ra một loạt các yêu cầu mới đối với VPU, chúng ta có thể tóm tắt chúng thành ba khả năng:
1. Khả năng codec độ nét cao: VPU cần xử lý codec 4K hoặc thậm chí 8K để đáp ứng các yêu cầu triển khai độ nét cao phổ biến. Ngày nay, các ứng dụng như hội nghị trực tuyến, kiểm tra chất lượng công nghiệp và bảo mật cũng đang được nâng cấp lên 4K. 4K đã trở thành nhu cầu phổ biến về khả năng xử lý video trong mọi tầng lớp xã hội.
2. Khả năng tương thích với môi trường phần mềm: VPU phải có khả năng thích ứng linh hoạt với các hệ điều hành và môi trường phần mềm khác nhau, để đảm bảo tính tương thích của phần mềm và phần cứng của các ứng dụng video, đồng thời tránh các vấn đề về quản lý tài nguyên và khả năng tương thích do sự cố phần mềm gây ra.
3. Khả năng thích ứng với các kịch bản phần cứng: VPU cần linh hoạt thích ứng với các tính năng phần cứng khác nhau, từ đó giảm độ trễ đầu cuối và nâng cao hiệu quả xử lý mã hóa và giải mã, để đáp ứng nhu cầu của các hệ thống phần cứng khác nhau đối với VPU.
Trong khuôn khổ của hai lĩnh vực chính và ba năng lực chính, ván cờ của VPU đã trở nên rõ ràng hơn. Trò chơi cờ vua này thực sự đã thu hút những người chơi cờ từ mọi tầng lớp xã hội.
Thi đấu: ván cờ 100 tỷ
Ở giai đoạn hiện tại, thực tiễn công nghiệp và phát triển thị trường của VPU đang trong thời kỳ bùng nổ tốc độ cao, các công ty Internet và công ty công nghệ trong nhiều lĩnh vực đã tham gia bố trí công nghệ then chốt này. Một trong những điều tiêu biểu hơn là vào tháng 4/2021, Google đã phát hành Argos VCU do chính họ phát triển. Sau đó, các công ty có lợi thế trong lĩnh vực truyền phát trực tuyến, video ngắn và phát sóng trực tiếp bắt đầu triển khai VPU lần lượt.Ví dụ: chip chuyển mã video "Canghai" do Tencent tự phát triển đã được ghi hình thành công vào tháng 3/2022. Các công ty Internet lớn như Meta, ByteDance và Kuaishou đã lần lượt tung ra các bố cục VPU. Điều đặc biệt đáng chú ý là trước đây không đầu tư nhiều vào chất bán dẫn nhưng ByteDance và Kuaishou, những công ty phụ thuộc nhiều vào dịch vụ video, đã triển khai VPU, điều này cho thấy ngành này rất coi trọng công nghệ VPU. Theo một số dữ liệu, VPU sẽ phát triển thành một thị trường có quy mô 100 tỷ RMB trong tương lai, điều này rất có thể xảy ra ở thời điểm hiện tại.
Tuy nhiên, việc triển khai VPU của các nhà sản xuất Internet và phương tiện truyền phát trực tuyến vẫn là một bố cục tiên tiến xuyên biên giới và hiệu quả của nó sẽ mất vài năm mới xuất hiện. Ở giai đoạn hiện tại, ngành cần các sản phẩm VPU trưởng thành và ổn định để hỗ trợ.
Nhìn chung, thị trường ứng dụng VPU đang ở giai đoạn những người khổng lồ gia nhập, bùng nổ tốc độ cao và khả năng ứng dụng công nghiệp rộng rãi, những đặc điểm này về cơ bản cho thấy giá trị tiềm năng của đường đua VPU trong tương lai.
Trong tương lai, video độ nét cao và thị giác máy sẽ phổ biến và con số của VPU cũng có thể giống như vậy.
