第三代英特尔至强处理器助力索贝非编实现13层 4K实时编辑

2023-02-06 13:41:08

得益于视频拍摄器材的升级，视频采集、处理、存储等技术的进步，以及 4K/8K 视频播放终端的快速普及，视频行业正在快速进入超高清时代，带给用户更趋于极致的视频观看体验。在此背景下，成都索贝数码科技股份有限公司（以下简称：索贝）推出了自主研发的新一代超高清非线性编辑系统 Editmax12，联合新华三基于最新 H3C UniServer R4900G5 服务器，通过搭载英特尔® 至强® 金牌 5318Y 处理器，打造新一代数字媒体一体化解决方案，将 XAVC 格式 4K 视频实时编辑支持能力提升到了 13 层，将 Jpeg XS 格式 8K 视频实时编辑支持能力提升到了 8 层，满足了专业电视台、影视及制作机构、教育机构等行业用户对于超高清非线性编辑的性能要求。1

挑战：如何提升超高清视频非线性编辑的性能

在超高清时代，观众对于视频的视觉感官需求也随之提升，如何对超清视频素材进行非线性编辑，满足超高清视频对于内容表达的需求，同时呈现出更加丰富细腻的亮度与色彩细节、探索画面色彩的最大张力、丰富画面的表现力、对画面色彩的效果二次创作，已经成为视频从业者在超高清时代的重要需求。但是，面向超高清视频的非线性编辑对于系统的性能带来了巨大的压力。这首先体现在视频码流的提升上，从高清到 4K，从 4K 到 8K 不仅是视频幅面的扩大，视频的帧率也翻倍（50i -->50p），并且增加了 WCG/HDR（宽广色域/高动态范围）的处理，所以对于运算能力要求很高。视频码率已经从高清的 100Mbps 提升到 4K 的 500~2000Mbps，8K 视频的视频码率更是达到 4K 的 4 倍以上，视频素材的数据量有了爆炸式的增长，对于视频收录、非线性编辑、存储等系统性能的要求也突飞猛进。其次，在大量场景下，视频编辑师都希望能够实现多层实时视频，对于更多的视频素材进行复杂、灵活的编辑。但是，在超高清时代，随着视频编辑层级的增加，视频解码的性能压力将会显著提升，速度也会降低。用户希望能够拥有高效处理多层超高清视频能力的工作站，实现任意大幅面的多层实时编辑、多层特效实时渲染、多层图文包装实时渲染。除了性能之外，非线性编辑软件还需要持续提升在软件编辑性能、产品易用性、格式兼容性、HDR 制作、先进技术应用等多个方面的表现，以帮助视频行业用户更加灵活、高效地对于视频的内容、画面表现方式、画面色彩等效果进行调整，重塑超高清内容的生产流程，持续推动超高清产业发展。

业务解决方案：基于英特尔架构的 Editmax12 解决方案

Editmax12 是索贝公司自主研发的超高清非线性编辑系统，支持索贝自研的广电制作领域首个国产化自主可控编码算法 — SUVC，全面实现了以 4K 为基础单元的 8K/16K 大幅面超高清制作，兼容高标清；全新 Nature 系统支持来自各类来源的宽色域、HDR 高动态素材调色，解决超高清时代 HDR 节目以及高标清节目各种拍摄来源的调色需求；支持宽色域、高动态范围（HDR）、高帧率、环绕声制作，支持真 8K 超高清制作系统，并以其强大的自动化色彩管理、多格式混编、实时编辑效率、超高清 HDR&HD 高清 SDR 同步制作输出技术、VR360° 全景视频、5.1&7.1 环绕立体声制作等处于行业领先水平。具体而言，Editmax12 具备以下重要优势：

图 1. Editmax12 应用场景

● 支持索贝独创的 SUVC 分层编码：作为应用于广电制作领域的首个国产化自主可控编码算法，利用业内先进技术实现了以 4K 为基础单元的 8K/16K 大幅面超高清制作，在保证了与主流专业编码质量一致的同时，充分兼容 4K 存量系统，解决了 8K 至 16K 大幅面制作面临的存储和带宽压力、计算压力、代理码率编辑缺陷等难点痛点，以原创、开放、自主可控的方式大幅提升了制作效率，强势打造超高清全生态环境，提供灵活创新的制作体验。
● 全新 Nature 调色系统：通过创意性的一阶、二阶校色工具以及视频特效修正错误的画面色彩或完成艺术性的创作。同时，Nature 调色系统能够处理来自各类来源的 WCG（宽色域）、HDR（高动态）素材，配合索贝非编的广泛格式支持能力，能够轻松解决超高清时代 HDR 节目以及高标清节目各种拍摄来源的调色需求。

● 8K 超高清制作，超高极致性能：Editmax12 采用 A.R.T.10 引擎，以及索贝第 10 代 CPU+GPU+FPGA 集群实时渲染技术，采用多 CPU 核、多 GPU 核以及 FPGA，结合超算架构进行视频、音频、图文和特效实时协同渲染，确保进行 4K/8K、VR 全景视频等任意大幅面的多层实时编辑，多层特效实时渲染，多层图文包装实时渲染。

● 宽色域及自动化色彩管理：Editmax12 满足标清 Rec. 601、高清 Rec. 709 标准色域，并支持超高清 Rec. 2020 宽色域制作，在面向 8K/UHD 超高清时代，更广泛支持常见摄像机宽色域。实现从输入、编辑制作、输出全流程的宽色域支持。

● Editmax12 对 HDR 的支持，实现了 8K/UHD 超高清制作从分辨率提示到宽色域、宽动态范围的全面提升。

● Editmax12 采用的自由分辨率技术及 A.R.T.10 非线性编辑渲染引擎，可支持 VR360° 及 VR180° 各档分辨率的 VR 全景视频编辑合成与编辑制作。

● 全面的工具集式编辑：Editmax12 集成了索贝数十年来非线性编辑全系列、各时期、各型产品的精华功能，涵盖剪辑、特效、调音、字幕、模板化制作、输入与输出等视音频制作的全部功能。

为了提升超高清视频实时多层非线性编辑能力，索贝使用了英特尔® 第三代至强® 金牌处理器，拥有更多核心，以及更高的单核性能，能够在计算、存储和网络应用中，为计算密集型工作负载提供高性能和可扩展性，此外，第三代至强® 可扩展处理器能够以更低的价格带来更高的性能，使产品极具性价比。这得益于英特尔® 超级通道互联（英特尔® UPI）、英特尔® Infrastructure Management 技术（英特尔® IMT）、英特尔® 高级矢量扩展指令集 512（英特尔® AVX-512）等领先功能，该处理器可满足严苛的 I/O 密集型工作负载的需求，能够帮助非线性编辑平台打造性能更强的敏捷服务和突破性功能。

此外，索贝还应用了英特尔提供的开放性接口，以及英特尔® Integrated Performance Primitives（英特尔® IPP）和英特尔® SVT 可扩展视频技术。英特尔® IPP 为开发人员提供了高质量、生产就绪的底层构建模块，用于图像处理、信号处理和数据处理应用程序，帮助索贝 Editmax12 解决方案提高图像处理效率，降低图像处理难度。英特尔® SVT 是一种基于软件的视频编码技术，能够利用多核心 CPU 提高编码速度，并通过多维度并行、多路分块等方式支持超高清视频编码在速度、质量和时延之间取得出色平衡。它还可以根据目标应用在质量和时延方面的要求，动态优化编码器性能，同时能够兼容 HEVC 和 AV1 等多种编解码格式。

在业务实践中，索贝对处理器进行了性能验证，发现与英特尔® 至强® 第二代处理器相比，第三代英特尔® 至强® 金牌处理器可以将 XAVC 格式 4K 视频实时编辑的支持能力提升到 13 层，并满足 Jpeg XS 格式 8K 视频 8 层实时解码的要求。由于超高清视频实时解码支持层数的提升，视频行业用户能够满足更复杂的视频非线性编辑工作的要求，增加创作的灵活度，同时显著地提升工作效率。

图 2. 索贝 Editmax12 非线性编辑系统

ICT 解决方案：基于英特尔架构的新华三媒体解决方案

新华三媒体解决方案与英特尔、索贝联合优化，深度融合，形成端到端的行业解决方案。为媒体用户提供更高层数、更快性能的 4K、8K 非编制作体验。基于 H3C UniServerR4900 G5 服务器以及英特尔® 至强® 金牌 5318Y 处理器，强强联合，使非编制作性能提升 83%。2

H3C UniServer R4900 G5 作为一款自主研发的主流 2 路 2U 机架式服务器，基于最新的英特尔® 至强® 可扩展家族处理器 Ice Lake 架构，可实现较上一代 CascadeLake 最高 52% 的处理器浮点性能提升和 42% 的内核数量增加，配合八通道 3200MHz DDR4 内存技术，为用户提供高达 60% 的带宽提升。通过高达 14 个标准 PCI-E 4.0 插槽和多达 41 块硬盘的本地存储支持，实现卓越的扩展能力。最高 96% 的电源能效，以及 5-45℃ 的标准工作温度设计，为用户提供更高的能效回报。3

效果：显著提升超高清视频编解码性能

目前，基于英特尔® 处理器的索贝 Editmax12 非线性编辑系统已经在专业电视台、影视及制作机构、教育机构等用户中得到了广泛的应用。在某电视台用户的应用实践之中，这一系统帮助该电视台打造了超大规模的 8K 超高清 HDR 后期制作系统，为国内试播的首个 8K 超高清频道提供内容制作输出。索贝 Editmax12 在软件编辑性能、产品易用性、格式兼容性、HDR 制作、先进技术应用等方面得到了用户的普遍认可。索贝 Editmax12 的最新版本搭载了 A.R.T.10 非编引擎，采用 CPU+GPU+FPGA 集群实时渲染技术，结合超算架构进行视频、音频、图文和特效实时协同渲染，能够确保进行 4K/8K、 VR 等任意大幅面的多层实时编辑，多层特效实时渲染，多层图文包装实时渲染。在将处理器替换为英特尔® 至强® 第三代金牌处理器之后，索贝 Editmax12 能够为用户提供更强大的编解码能力，支持用户进行更加高效、灵活的艺术创作。

展望：英特尔与索贝协力完善超高清视频生态

随着产业链的不断完善，超清视频内容在未来很可能将呈现出井喷的趋势。索贝将基于核心视频技术产品，推出涵盖超高清收录服务器、超高清非线性编辑系统、VIDA GRID 分布式存储系统等产品，帮助用户建立完整的采集、编辑制作、合成包装、存储管理、播出等超高清内容全流程处理能力，协同用户一起推进 4K 超高清的业务规模。英特尔将协助索贝进一步优化性能、扩展性等方面的表现，提供英特尔® Arria® 10 FPGA、英特尔® Media Server Studio、英特尔® Computer Vision SDK（英特尔® CV SDK）等软硬件产品，构建灵活、可定制、可扩展的解决方案，以实现硬件加速的转码，并充分发挥英特尔® 架构在高级视觉处理方面的优势，进一步提升超高清视频处理的速度。

1 数据援引自 H3C 内部融合媒体非编解决方案测试结果，测试配置：2x Intel® Xeon® Gold 5318Y CPU @2.10GHz，512 GB RAM，Windows 10 Pro for Workstations 64bit。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。

2 数据援引自 H3C 内部融合媒体非编解决方案测试结果。测试配置：2x Intel® Xeon® Gold 5318Y CPU @2.10GHz，512 GB RAM，Windows 10 Pro for Workstations 64bit。英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确。

3 援引自 H3C R4900 G5 服务器产品主页，英特尔并不控制或审计第三方数据。请您审查该内容，咨询其他来源，并确认提及数据是否准确：https://www.h3c.com/cn/Products_And_Solution/ Server/H3C/Products/RackServer/Products_Series/Dualway_Server/R4900_G5/