对移动视频的需求激增。随着人们对随时随地访问多媒体的渴望不断增长，随时随地电视服务的可用性也在不断提高。这对渴望在其产品组合中添加新的消费者应用程序的服务提供商来说是一个福音。

但这也给配套的基础设施设备带来了巨大挑战，更不用说解决一个潜在的难题了：处理来自媒体网关的视频所需的性能必须通过低功耗来调节，这不会对基础设施征税过高，但会提供成本控制和可持续性。

来自新的替代处理器和支持它的流式传输架构的视频转码实现的进步——其中一些可以比当今基础设施设备中通常使用的处理器技术产生真正的15倍功率/密度增益——可以成为确保高性能、低功耗移动视频平台的解决方案的一部分。

图1：接收视频的客户端设备展示了广泛的解码能力。 (要查看更大的图像单击此处 )

更多服务
2009年下半年，一些估计表明，每天有10亿个YouTube频道进行流媒体播放。这比2008年的6亿有所增加。根据英特尔的数据，展望未来，行业报告称，到2015年，将有多达120亿台设备（电视、台式机、笔记本电脑、上网本和智能手机）连接到5000亿小时的可用视频。

据Infonetics统计，到2013年，将有4亿部移动视频手机掌握在消费者手中。思科预测，2012年，90%的互联网流量将是视频流量，2013年将占70%的移动流量。显然，对广泛且易于访问的视频的需求与日俱增。

为了满足这一需求并保持易访问性，处理和交付所有这些视频内容的服务器、视频流媒体和媒体网关现在必须应对处理工作量的指数级增长。

与语音信号和典型的互联网内容相比，视频需要更高数量级的处理能力，尤其是在传输到多种类型的观看客户端设备时。当然，处理能力的每一次增加都会增加功耗。

视频转码代表了这一处理负载的大部分，再加上所描述的增长，代表了能源需求的巨大潜在增长，这可能会给现有的基础设施带来压力。

图2：在大约150W的处理/功率包络内，对于纯x86设置，典型的QCIF转码密度约为150个视频流。 (为了观看更大的图像，单击此处 )

需要视频转码
正在分发的视频来源于各种各样的捕捉设备，这些设备具有非常不同的分辨率和编码能力。例如，捕捉设备的范围可以是编码MPEG4的CIF分辨率智能手机，也可以是编码H.264的720p分辨率摄像机。

类似地，接收视频的客户端设备展示了广泛的解码能力（就专用视频功能或可用处理器周期而言），例如具有QCIF分辨率的H.263功能的手机或能够解码高清晰度H.264的高规格笔记本电脑。

当视频被提交到网络进行实时观看和/或存储时，人们期望任何人都能观看，但目前还不存在严格或通用的视频交换标准。为了满足这一期望，视频分发和网络服务提供商因此必须提供透明的转码功能。

此外，越来越多的期望是，正在传送的视频是实时完成的，而不需要首先等待将部分或全部视频下载到客户端设备上的缓冲器中，尤其是对于互联网电视和监控系统。

这种对实时传送的需求进一步增加了视频传送系统中的处理负载，当然也加剧了能源需求的增长。

平台架构
历史上，语音转码设备位于网络核心附近，通常使用基于DSP的专用硬件来实现。

然而，对于视频转码来说，情况并非如此。通常，用于对现场视频进行转码和流式传输的设备基于标准服务器平台，尤其是当位于视频存储位置附近时。

这主要是因为很大一部分视频传输服务是基于互联网的（尽管大部分观看客户端都是移动的）。这意味着很大一部分视频转码功能是在基于服务器的互联网基础设施中执行的。

因此，来自戴尔和惠普等公司的基于x86的服务器平台对于视频转码来说非常常见。此外，一旦使用基于x86的平台实现了基线流式视频功能，制造商和视频服务提供商通常希望扩展其产品的功能，以包括实时对等视频通信和视频会议。

其他原因也促使x86广泛用于视频转码。例如，随着视频需求的增长，越来越多的人开始提供转码设备，但并不是每个人都有可用的视频编解码器IP或自己制作的经验和资源。

有大量的开源编解码器可供选择，当然这些编解码器已经准备好了x86。此外，想要提供视频服务的IPS已经拥有基于x86的设备。视频编解码器和基于x86的硬件的易用性使x86成为一个非常容易访问但效率极低的转码平台。因为x86是GPP，所以它们在很多方面都很有吸引力，但它们的好处是以电源效率为代价的。

电源问题
对大多数人来说，与权力有关的问题是显而易见的。通常，在构建新的视频分发基础设施时，会考虑以下三个与电源相关的问题：

（1） 运营成本。 对于电力消耗，这只是每千瓦时的收费率。解决方案越耗电，不仅在处理方面，而且在冷却成本方面的操作成本就越高。

（2） 可扩展性。 机架空间是一种高级成本资源，关键是能够在不产生额外空间和冷却损失的情况下，按计划增加通道密度来扩展系统。更低的功率相当于更密集的系统和更小规模的冷却资源。

（3） 可靠性。 功耗直接转化为散热，而散热又需要主动冷却解决方案。固态组件、设备机箱和机架的主动冷却将整个系统的可靠性降低到最弱的机械冷却组件的可靠性。

此外，整个行业所承担的环境/社会责任的增加意味着权力是一个首要问题：句号。

为了解决这些问题，系统中最耗电的资源，即提供代码转换资源的基于x86的处理器，只需要显著提高功率效率。或者，可以选择不同的处理器。

节能替代方案
针对语音和视频应用，有了新的低功耗多核DSP，这些DSP在信道处理密度方面是可扩展的，使它们能够在从低密度接入点到高密度核心网络基础设施的整个网络中部署。

这些DSP建立在使用高功率效率异步处理器的基本功率效率架构上。功率效率来自于核心本身的异步设计。

通过移除处理器核心中的时钟和同步寄存器，并用更简单的基于逻辑的同步方法替换它们，可以实现以下三点：

1)DSP核心的硅面积减少了。
2)时钟和寄存器基础设施的电源和布线已移除。
3)减少面积去除时钟的累积效应产生了更大的功率减少。

最终的结果是一种高性能设备，能够转码，例如，最多20个CIF或70个QCIF视频流，或最多480个语音通道。这种水平的通道密度可以在1.9W的功率占用范围内实现。

将此密度与标准服务器类x86处理器的密度进行比较。在大约150W的处理/功率包络内，对于纯x86设置，典型的QCIF转码密度约为150个视频流。即使考虑到在系统中添加DSP资源的具体实现细节，可能的功率和效率增益也非常大。

未来
为了应对对移动和基于互联网的视频服务的预测和明显增长的需求，DSP设计师和视频服务器、流媒体和网关制造商必须采用高能效移动视频平台的新模式。

新平台必须从一开始就进行设计，以应对视频转码的高处理需求，并保持足够的灵活性，以应对不断变化的视频分辨率、帧速率和编解码器标准。

这种新模式现在为视频转码设备制造商提供了一种替代基于x86的耗电处理器的方法，甚至为那些已经认识到放弃x86的好处的人使用的标准DSP提供了一个节能的替代方法。

尽管向新处理器的转变可能令人望而生畏，但其好处是开创性的。例如，与典型的服务器级双四核Xeon设置相比，新一代DSP可以非常容易地在不增加功耗的情况下提供约15倍的信道密度增益。

或者，在不牺牲信道密度的情况下，相同的功率效率可以用于大于60%的简单功率降低。

一旦这些处理器被部署在视频转码系统中，功率效率的好处立即向外转移到系统中，并提供大大降低的操作成本、更高水平的可实现信道密度和可扩展性以及整体系统可靠性。

想象一下，设备制造商使用新的低功耗、高性能DSP：他们可以轻松地将这些电源优势定位到下一个级别，以供最终客户使用。

功率和信道密度增益只是意味着更多的代码转换能力可以适应大大减少的区域。即使实现更适度的~10倍功率密度增益，也可能意味着在实际部署中所需的服务器总数简单地减少10倍；节电的可能性（基于完整的服务器功耗）是巨大的。

除了有形和可衡量的好处之外，能够生产出更节能的产品是行业各级可持续发展、成本控制和客户满意度的共同目标。

(约翰·雷是的业务开发经理Octasic股份有限公司。)