腾讯披露自研芯片“沧海”最新进展

4月15日，莫斯科国立大学举办的MSU硬件视频编码比赛成绩揭晓。经过数月的严格测试，腾讯自研的编解码芯片“沧海”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、Intel、AMD、字节、快手、阿里和腾讯在内的国内外知名企业参与。

具体来看，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，沧海芯片大幅领先行业GPU等标品硬件。值得一提的是，在120fps的高帧率档位上，在同等画质下沧海较行业领先ASIC水平能再节省10%码率。

【资料图】

作为全真互联时代的交互模式和关键技术，音视频背后的编解码能力至关重要。基于自研芯片与软件的联合调优，腾讯云的音视频编解码能力已达业界领先水平。

瞄准编解码领域核心难题

多媒体业务进入音视频直播时代，4K/8K的超高清内容对云计算基础设施提出了难题。如何在降低成本的同时，最大化还原画质、实现低延迟，是全真互联时代面临的难题。业界已有的通用处理器，并非针对数据中心转码场景定制开发，部署中很难兼顾真实场景的全方位挑战。

2019年初，腾讯蓬莱实验室、香农实验室联合启动编解码芯片”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，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。

已在业务场景规模应用

去年3月，沧海芯片顺利“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。

在去年专业流媒体技术社区SLC发布的报告中，腾讯云MPS超越亚马逊AWS、微软Azure等国际云厂商，摘得三大场景下性能全部最优。

芯片是硬件中最核心的部分。面向业务需求强烈的场景，腾讯有着长期的芯片研发规划和投入，结合算力场景，推动自研芯片规模落地。目前，腾讯已经实现芯片端到端设计、验证全覆盖。

除沧海芯片外，腾讯自研的AI推理芯片”紫霄“，采用自研存算架构和自研加速模块，可以提供高达3倍的计算加速性能和超过45%的整体成本节省，目前也已在内部业务中投用；高性能网络芯片“玄灵”，助力云计算场景实现虚拟化零损耗。

基于底层软硬件技术的持续突破，腾讯正持续探索最优性能和最佳性价比，助力更多的企业和开发者云上创新。