谷歌又曝光一款自研芯片学术资讯

日前，CNET报道称目前有数千种芯片正在Google数据中心中运行，为保证证YouTube的观看体验，Google开发了一款名为Argos 的自定义芯片，大约100名Google工程师组成的团队从2015年开始设计该系列第一代芯片，最近几个月，谷歌开始逐步采用其第二代Argos芯片，这也推动了视频压缩的发展。

Google表示如果您今天上传视频，几乎可以肯定的是Argos芯片会对其进行处理，以便可以在世界各地观看。

一个特别的好处是：当它处理高分辨率4K视频时，可以在几个小时内完成，而无需花费几天的时间。

负责YouTube庞大基础架构的Google工程部副总裁Scott Silver说：“客户必须以一种或另一种方式为带宽付费。”“我们的目标是确保人们在任何设备上都能获得最高质量的视频。”

每分钟上传500小时的YouTube视频

在YouTube上，处理视频是一项艰巨的任务。每分钟，全球会有500个小时的视频上传到YouTube。这意味着Google必须进行大量转码，将这些原始上传的视频转换为不同的压缩格式，并使其适应不同的屏幕尺寸。而这正是Argos的工作。

YouTube服务器使用带有两个Argos视频处理芯片的电子板

由于很难提高通用芯片的性能，因此定制芯片还可以使公司提高自己的计算优先级。

对于Argos芯片为例，这意味着Google可以籍此降低成本，让YouTube用户更加开心，并将其提升为首选的视频技术。

考虑到设计和制造芯片，在Google数据中心中使用该芯片并支付YouTube巨大的电费和网络使用费的成本，Argos的视频处理效率是传统服务器的20到33倍。

在YouTube上，处理视频是一项艰巨的任务。每分钟，我们会将500个小时的视频上传到YouTube。这意味着Google必须进行大量转码-将这些原始上传的视频转换为不同的压缩格式，并使其适应不同的屏幕尺寸。

Google为此设计定制芯片是值得的。

Google称其Argos芯片称为视频编码单元（video coding unit：VCU），在大流行引起的视频狂潮中给YouTube带来了推动作用。考虑到在大流行期间我们还观看了25％的视频，所以这对我们有很大帮助。

创建视频“变体”

当你上传一段视频时，YouTube马上需要基于你的原创视频的新版本。例如，从1080p视频中，它可以创建较低分辨率的720p和360p版本。这是因为在手机上观看的人们可能没有全分辨率版本的屏幕分辨率或网络容量。

Silver补充到，在一些移动网络速度较慢的地区，YouTube还可以制作分辨率更低的版本和帧速率更低的视频。

所有这些处理都是Argos芯片的工作——术语视频编码单元。每个Argos芯片都有10个模块来处理视频，Google则在每个电路板上放置了两个Argos芯片。

Argos芯片还可以创建使用不同压缩格式编码的版本。Silver说，每一个原始版本都会变成10到15种变体。

推动AV1视频压缩的发展

这些被称为编解码器的压缩格式在业界是一个巨大的争论点。多年来，高级视频编解码器来自电影专家组（Motion Picture Experts Group）。许多科技公司创造了这种格式，然后授权使用这种编解码器所需的专利。这就是H.264编解码器（也称为AVC）的起源，它推动了互联网和手机上视频的第一次爆炸。最近，该组织创建了HEVC（高效视频编码，也称为H.265）和VVC（多功能视频编码，简称H.266）

专利问题证明是棘手的。授权的成本可能很高，而且限制与Google所推崇的开源软件理念背道而驰。谷歌提供的VP8和后来的VP9编解码器免版税和开源，试图抵消这一趋势。

与H.264相比，在相同的视频图像质量下，VP9需要的数据量减少了约30%。

作为VP9的继任者，Google和Mozilla，Cisco，Microsoft，Amazon和Netflix等盟友组成了开放视频联盟。他们创造了一个新的编码解码器，名为AV1，赢得了苹果公司的支持，这才刚刚开始得到重视。

AV1可以将视频质量再提高30％，从而减少了网络使用量，或者当以前的网络仅支持1080p流时，可以让YouTube发送4K流。

破解鸡和鸡蛋问题

AV1现在可以在Chrome、Firefox、Brave、Edge和Samsung Internet等网络浏览器上使用，Netflix和Facebook等在线视频巨头现在也提供AV1视频。但要让编解码器流行起来需要很多年。高通公司新推出的Snapdragon 888芯片缺乏对AV1的支持，尽管AV1的粉丝们承诺在2020年的智能手机中支持AV1。

第二代Argos芯片增加了AV1支持，这是手机制造商增加支持的主要动力。

Siliver说：“制造芯片或设备的人们不希望增加新的解码器……除非有可用的流。” “ YouTube所能做的就是打破鸡和鸡蛋的问题，使人们能够获得更好的体验。”