대규모 양방향 스트리밍 시대를 위한 AMD의 5nm ASIC 기반 미디어 가속기 카드

2023년 04월 07일

온디맨드 비디오 및 스트리밍 시장이 매년 20%의 성장률을 기록하며, 2028년에는 2천억 달러 규모의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다. 대부분의 온라인 비디오가 라이브 스트리밍으로 전환되고 있는데다, 양방향 스트리밍이 확대되면서 기존 모델로 대응하기에는 비용 및 전력은 물론, 서버나 데이터센터 공간 등의 여러 문제들이 야기되고 있다.

수백만 명에게 스트리밍되는 스포츠 중계는 스트리밍되는 카메라 대수가 많지 않고, 지연 요건도 그리 높지 않기 때문에 전통적인 라이브 스트리밍 모델이 적합했다. 하지만 새로운 양방향 라이브 스트리밍의 경우 스트리밍 수가 엄청나게 증가한데다 초저지연성을 필요로 한다. 예를 들어, 화상회의와 같은 비디오 협업과 원격의료, 클라우드 게임, 라이브 이벤트, e-러닝 등과 같은 양방향 미디어 서비스들이 확대되면서 초저지연과 고화질이 요구되고 있다. 이러한 애플리케이션은 서브 프레임 단위의 지연, 즉 최대 몇 초 수준의 지연 성능이 필요하다.

비디오 시장의 성장을 가속화하는 라이브 스트리밍

자료: 블루웨이브 컨설팅 & 리서치(Bluewave Consulting and Research)

이러한 수백만에서 수백만을 대상으로 하는 차세대 대규모 양방향 스트리밍 모델을 지원하기 위해서는 인프라가 완전히 달라져야 한다. 더 많은 서버가 필요하고, 스트리머들과 사용자에게 근접한 엣지 데이터센터 서버들이 확장되어야 한다. 더불어 증가하는 공간 제약 문제를 해결하고 전력소모를 줄일 수 있는 고밀도, 고성능 솔루션이 필요하다.

높은 채널밀도와 초저지연 성능을 제공하는 알베오 MA35D

AMD는 새로운 시대로 진입하는 대규모 라이브 양방향 스트리밍 서비스를 위해 특수 제작된 2개의 5nm ASIC을 갖춘 비디오 프로세싱 유닛(VPU: Video Processing Unit) 기반의 알베오(Alveo) MA35D 미디어 가속기 카드를 출시했다.

알베오 MA35D 카드는 카드당 최대 32x 1080p60 스트리밍이 가능한 높은 채널 밀도와 전력 효율성 및 초저지연 성능을 제공함으로써 이러한 컴퓨팅 집약적인 콘텐츠 스트리밍과 관련된 고도의 인프라 비용을 절감할 수 있도록 지원한다. 알베오 MA35D는 이전 세대 알베오 U30 미디어 가속기에 비해 4배 더 증가된 채널 밀도와 4K에서 4배 더 짧은 지연시간 및 1.8배 향상된 압축 효율을 제공하여 VMAF를 통한 일반 비디오 품질 측정 기준에서 동일한 성능을 발휘한다.

알베오 MA35D는 특수 제작된 비디오 프로세싱 유닛(VPU)을 활용하여 전체 비디오 파이프라인을 가속화한다. 이 VPU 상에서 모든 비디오 프로세싱 기능을 처리함으로써 CPU와 가속기 간의 데이터 이동을 최소화하여 전체 지연시간을 줄이고, 카드당 최대 32x 1080p60, 8x 4Kp60 또는 4x 8Kp30 스트리밍으로 채널 밀도를 극대화한다. 이 플랫폼은 주로 사용되는 H.264 및 H.265 코덱에 대한 초저지연 성능을 제공하며, 차세대 AV1 트랜스코더 엔진을 통해 소프트웨어 구현 방식 대비 최대 52%까지 대역폭 절감 효과를 제공한다.

초저지연 성능과 대역폭 절감 효과를 제공하는 알베오 MA35D 카드

또한 이 가속기는 AI 프로세서와 전용 비디오 품질 엔진을 통합하고 있어 감소된 대역폭에서도 체감품질을 향상시킬 수 있다. AI 프로세서는 콘텐츠를 프레임별로 평가하고, 인코더 설정을 동적으로 조정하여 시각적 품질을 향상시키면서도 비트 레이트(Bitrate)를 최소화한다. 최적화 기법으로는 텍스트 및 얼굴 해상도를 위한 관심영역(ROI: Region-of-Interest) 인코딩을 비롯해 매우 복잡한 모션 장면을 수정하는 아티팩트 감지(Artifact Detection) 및 비트 레이트 최적화에 필요한 예측 인사이트를 지원하는 콘텐츠 인식 인코딩 등이 있다.

대용량 스트리밍 서비스를 확장하기 위해서는 서버당 채널 수를 극대화하면서도 스트림당 전력 및 대역폭을 최소화해야 한다. 알베오 MA35D 가속기 카드는 스트림당 1와트에서 카드당 최대 32x 1080p60 스트리밍을 지원함으로써 8개의 카드를 장착한 1U 랙 서버로 256개의 채널을 제공할 수 있어 서버, 랙 또는 데이터센터당 스트리밍 수를 극대화할 수 있다.