電子發燒友網報道(文/吳子鵬)近日,莫斯科國立大學舉辦的MSU硬件視頻編碼比賽成績揭曉,騰訊自研的編解碼芯片“滄海”包攬了所參加的兩個賽道8項評分的全部第一。
同時,騰訊方面透露稱,自去年3月順利“點亮”后,騰訊自研視頻編解碼芯片“滄海”已經量產并投用數萬片。在云游戲、直點播等場景中,滄海目前已面向騰訊自研業務和公有云客戶提供服務。
當前,在人工智能、5G和物聯網等創新技術的推動下,視頻編解碼芯片在視頻監控、云游戲、云會議、醫療示教、課堂錄播、無人值守和直播等領域應用廣泛,成為***自研的一個重要方向。
騰訊芯片閃耀MSU硬件視頻編碼比賽
MSU年度世界視頻編碼大賽是全球范圍內有影響力的專業、頂級賽事,在視頻編碼領域極具影響力,英特爾、谷歌等國際大廠,和國際頂級名校都是賽事常客,近些年國內BAT以及愛奇藝等視頻公司也都積極參與。MSU世界視頻編碼大賽已經舉辦了十幾屆,被譽為視頻編解碼行業發展的風向標。
2021年,騰訊首次以自研編碼器Tencent266參賽,在該年度的賽事中,這款產品在高清離線賽道中奪得Y-VMAF、Y-PSNR第一名的成績。據介紹,Tencent266有出色的編解碼效率,相較于作為基準的x265編碼器,這款器件可以節省38%的碼率,大幅降低帶寬和存儲成本。
2019年初,騰訊蓬萊實驗室、香農實驗室聯合啟動編解碼芯片滄海的研發。在2021年騰訊數字生態大會上,該公司正式對外發布自主研制的三款芯片:AI 推理芯片“紫霄”、視頻轉碼芯片“滄海”和智能網卡芯片“玄靈”。其中,滄海芯片定位視頻轉碼芯片,具備靈活的多核擴展架構、高性能編碼流水線、層級化內存布局。滄海芯片的性能優勢是采用軟件編碼器碼率控制技術,效率更高,支持高精度運動搜索、全功率失真優化、高效自適應量化,壓縮率相比當時業界前沿水平提升30%以上。
根據賽事評選結論,滄海芯片在SSIM (結構相似性)、PSNR(峰值信噪比)和VMAF(視頻多方法評估融合) 等多項評價指標上,都能夠大幅領先GPU等行業標桿產品。從數據細節來看,滄海芯片在120fps的高幀率同等質量下,比行業領先水平進一步節省10%以上的碼率;滄海芯片的單幀1080p的編碼耗時僅4毫秒,吞吐性能幾乎不受到編碼參數、視頻類型的影響。

圖源:MSU硬件視頻編碼比賽
根據騰訊日前透露的消息,自2022年3月點亮之后,滄海芯片目前已經量產并投用數萬片,在云游戲、直點播等場景中,面向騰訊自研業務和公有云客戶提供服務。
國產視頻編解碼芯片實力不俗
正如上文中提到的,視頻編解碼芯片應用范圍很廣,尤其是在人工智能、4K、8K等因素驅動下。目前,國產視頻編解碼芯片的可選擇項已經非常多,并且在各自應用領域都有著不錯的性價比。
首先看一下海思半導體。目前,在海思官網上,智慧視覺產品主要關注兩個領域,一個是安防,一個是消費類camera。其中,安防也會分為IPC、AI-IPC、NVR、DVR四個細分領域,涉及的產品有Hi3516、Hi3520、Hi3536等,產品內部都集成了H.265/H.264視頻壓縮編碼器;消費類Camera相關產品有Hi3556、Hi3519和Hi3559等,同樣都是支持H.265/H.264編碼輸出。
晶晨股份的相關產品包括A311D、S905、T968等,其中,A311D、S905等芯片都是12nm工藝,根據相關研報,該公司已經有7nm視頻芯片的研發計劃。A311D是目前的旗艦系列芯片,能夠帶來4Kp75 10bit H.265, VP9, AVS2 ,4Kp30 H.264,1080p60 H.265, 1080p30 H.264解碼能力。
全志科技V系列是該公司針對智能視覺應用開發的產品,已經廣泛應用在智能監控、智能門禁等泛安防領域,以全志科技V316系列芯片為例,內置H.264/H.265視頻編解碼模塊,支持4K@30fps+VGA@30fps多碼流編碼。
國科微視頻編解碼芯片分為編碼和解碼,其中解碼芯片包括GK6525、GK6323和GK6105S等,GK6525支持8K@120和HDR VIVID全通路處理,支持4K@60視頻編碼,可滿足高清晰視頻通話等應用;視頻編碼芯片包括GK7205、GK7202和GK7102C-A等,GK7205支持H.265 Baseline/Main profile和H.264 Baseline/Main/High profile編碼,最大支持 4M@18fps 多路編碼,支持雙sensor輸入。
瑞芯微視覺芯片產品包括RV1126、RV1109和RV1108。其中,RV1126同時支持2組MIPI CSI /LVDS/sub LVDS和一組16-bit并口輸入,支持32bit DDR3/DDR3L/LPDDR3/DDR4/LPDDR4多種內存格式,以及eMMC 4.51, SPI Flash, Nand Flash多種存儲類型。在多媒體能力上,芯片最高支持4K H.264/H.265視頻編碼和解碼。
芯片類型的公司我們在此就羅列這幾個具有代表性的公司,相關公司還有中星微電子、紫光展銳、豪威科技、富瀚微、北京君正、恒玄科技等。
當然,由于視頻編解碼能力在4K、8K和人工智能領域越來越重要,因此方案商目前也在積極地選擇自研相關芯片,比如騰訊的滄海芯片。
同類型還有愛奇藝自研了QAV1編碼器,字節跳動自研視頻編解碼器芯片,快手自研智能視頻處理芯片StreamLake,海信自研8K畫質芯片等。從廠商類型來看,基本上電視廠商、數字視頻廠商和網絡攝像頭廠商都有自研視頻編解碼芯片的意愿,通過自研能夠大幅提升產品性能,增強公司的核心競爭力。
視頻編解碼芯片和圖像處理器芯片、視頻橋接芯片、顯示驅動芯片等統稱為高清視頻芯片,近幾年這一市場的發展良好,尤其是2021年由于疫情催生出大量遠程辦公、居家娛樂的需求,高清視頻芯片市場大爆發,實現了45%左右的同比增長,市場規模達到1504億元。近幾年,全球高清視頻芯片市場的規模基本都保持著5%左右的年復合增長率,預計到2025年市場規模將達到1897億元,其中中國高清視頻芯片市場的占比預計將超過一半,達到969億元。
在視頻編解碼芯片市場,***已經和國際廠商的芯片水平齊平,編解碼技術全面升級到了H.265,內存支持多類型,芯片工藝達到了12nm,最高畫質可支持8K。從市場格局來看,傳統視頻編解碼的豪強基本都是國際大廠和臺灣廠商,包括TI、博通、ADI、索尼和聯發科。不過,目前晶晨股份、華為海思、富瀚微和瑞芯微等公司都進入到了第一陣營,晶晨股份和海思分別在機頂盒和監控攝像頭領域的占比都曾超過60%,富瀚微和瑞芯微在新興領域則有著不錯的開局。
不過,視頻編解碼芯片基本都是高清視頻芯片的一部分,這就導致整體芯片方案的性能有時候會在市場中起到決定性作用。比如在智能電視市場,除了上述公司自研了視頻編解碼芯片或者畫質芯片,絕大多數品牌都還是選擇聯發科的一體SoC方案,在這一領域,該公司的市占比超過60%,是絕對的市場霸主。
后記
從發展現狀來看,往往是應用引導創新的領域,***都能夠有著不錯的發展,比如海思在安防攝像頭芯片方面的崛起,還有騰訊為了應對直播和高清會議開發的滄海芯片等。而面向未來,視頻編解碼芯片的戰略新高地無疑就是汽車,無論是全球市場還是中國市場,這一細分市場的份額占比都將超過30%,慶幸的是中國新能源車目前發展迅猛,有著巨大的市場增量需求,國產視頻編解碼芯片廠商有望借助這波趨勢繼續提升。
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