市場挑戰(zhàn)
隨著移動互聯(lián)網內容的爆發(fā)性增長,越來越多的互聯(lián)網內容服務商開始在網頁上大量使用更加生動直觀的動圖來吸引用戶的眼球，以為用戶提供更鮮活瀏覽體驗，并同時更有效地推薦相關產品。
盡管目前網絡上主流動圖格式仍然是GIF。但最新一版GIF規(guī)范制定于32年前（1989年），當今的軟硬件環(huán)境較當年已經發(fā)生了天翻地覆的變化，GIF文件特有的占用空間大、色彩表現(xiàn)力有限、終端解碼效率差等問題，顯得越發(fā)突出,導致動圖相關功能網絡帶寬占用大、終端解碼負擔重,并最終使APP用戶體驗變差甚至完全不可用。
為解決GIF動圖存在的問題,新的動圖格式WebP應運而生。WebP的優(yōu)勢非常明顯，包括大幅縮小文件大小,節(jié)省網絡流量,降低傳輸時延。在不做縮放的情況下,轉換為WebP動圖將可以節(jié)省50% 以上的空間。而對于帶縮放的場景，同分辨率WebP動圖相比GIF平均可節(jié)省62%的空間（根據(jù)我們采樣的小規(guī)模數(shù)據(jù)）。此外，WebP動圖相比GIF,在畫質上也實現(xiàn)了顯著提升，同分辨率文件大小可縮減75%。
然而，雖然WebP 解決了尺寸和圖像質量的問題，其時延問題卻是阻礙其普及的最大障礙之一。 WebP動圖相當于幾十至上百張WebP靜圖的編碼， 計算復雜度非常高,導致此轉碼運算時延會非常驚人。使用最快的開源算法在CPU上運行,轉碼運算時延動輒十幾秒,這樣用戶的體驗會非常差。
解決方案
針對WebP動圖轉碼時延過大的問題, 深維科技選擇采用賽靈思Alveo? U200加速卡打造了ThunderImage GIF2WebP動圖轉碼方案。 Alveo U200 基于賽靈思16 nm UltraScale? 架構，旨在為包括機器學習推斷、視頻轉碼和數(shù)據(jù)庫搜索與分析在內的數(shù)據(jù)中心重要工作負載，提供當前 CPU 無法實現(xiàn)的性能。借助Alveo U200，深維科技基于該平臺一次性解決了時延、流量、存儲、計算等問題。
深維科技CEO 樊平表示：“賽靈思高性能的異構處理平臺，助力ThunderImage GIF2Webp方案全面解鎖了WebP動圖畫質高、體積小的優(yōu)勢,為廣大的互聯(lián)網內容服務商帶來了多媒體展示的全新體驗。”
具體而言，ThunderImage GIF2Webp動圖轉碼方案實現(xiàn)了：
對比CPU方案,ThunderImageGIF2WebP動圖轉碼方案將轉碼處理時延 ( 端到端的單張圖像處理時延 ) 平均縮減15倍。即從十幾秒到幾十秒縮短到零點幾秒到1秒多,這種場景下的WebP動圖技術就從原來的不可行變成了完全可行。 （ 注：測試基準CPU為Xeon E5-2680v4雙核、內存為256GB DDR4。測試輸入為1000張GIF動圖,輸出為400×400 WebP動圖。測試數(shù)據(jù)基于Xilinx Alveo U200加速卡。）
由于WebP相較于GIF強大的壓縮能力和色彩表現(xiàn)能力（24bit vs 8bit），相較于GIF方案ThunderImage GIF2Webp可以呈現(xiàn)遠比前者更細膩、更高清的畫質體驗。
在業(yè)務極限載荷的情形下，GIF2WebP轉碼處理時延較常規(guī)時延波動不超過10%，從而有效提升服務可靠性。
方案充分利用賽靈思加速卡低功耗特點，相較CPU的GIF2WebP方案，為客戶節(jié)省10%以上的能耗。
相較GIF方案，此方案可以立即為用戶節(jié)省50%以上的網絡流量。
相較CPU的GIF2WebP方案，客戶可節(jié)省10%以上的物理空間。
設計成效
2021年1月，深維科技ThunderImage GIF2Webp動圖轉碼方案作為國內首款基于高性能FPGA異構計算的SaaS動圖轉碼產品，正式上線阿里云市場。甫一上市，已經開始為國內領先影視類視頻提供商南瓜電影的影片動態(tài)海報功能提供服務。
南瓜電影COO莊徐麟表示:“南瓜有大量優(yōu)秀影片，因為沒有有效的方法使之在節(jié)目清單中脫穎而出，錯失了被用戶注意的機會,非常的可惜。這是我們一直想要解決的一個問題。采用深維科技的GIF2WebP動圖方案以后，我們就能夠使用播放時間充裕、畫質高清的動圖了。通過這種方式展示推薦影片給用戶，可以幫助用戶快速預覽，從而顯著提高觀影概率?！?/p>
除影片推薦外, ThunderImage GIF2Webp還有望在UGC視頻、電子商務、興趣社群、手機動態(tài)屏保、社交媒體等眾多領域被廣泛應用。
