يوتيوب پردازنده اختصاصي VCU را براي ترنسكد ويديو معرفي كرد
گوگل مي‌گويد يوتيوب (YouTube) بايد فرايند ترنسكد (تبديل كد) ويدئوها را در حجم عظيمي انجام بدهد و به همين دليل تصميم گرفته است تراشه‌هايي اختصاصي براي سرورهاي يوتيوب بسازد. جزئيات تراشه‌ي جديد سري Argos در بيانيه‌ي جديد وبلاگ يوتيوب منتشر شده است. گوگل با توليد تراشه‌ي اختصاصي ناآشنا نيست؛ اين شركت در سرورهايش از GPU براي پردازش‌هاي گرافيكي استفاده مي‌كند و واحدهايي اختصاصي با عنوان TPU (واحد پردازشي تنسور) براي پردازش‌هاي هوش مصنوعي دارد.
اعضاي تيم زيرساخت يوتيوب موفق به توليد تراشه‌اي با عنوان VCU (واحد ترنسكد ويدئو) شده‌اند كه به اين شبكه‌ي اجتماعي كمك مي‌كند يك ويدئو را به ده‌‌ها نسخه تبديل كند. اين كار باعث مي‌شود ويدئوهاي يوتيوب به شكل روان و بر اساس پهناي باند متخصص پخش شوند و امكان كسب درآمد از ويدئوها براي خالقان محتوا ممكن شود. جف كالو، از متخصصان گوگل، مي‌گويد تراشه‌ي جديد سري Argos در مقايسه با سيستم بهينه‌ي پيشين گوگل كه نرم‌افزار را روي سرورهاي سنتي اجرا مي‌كرد، «۲۰ تا ۳۳ برابر بهره‌وري رايانشي را بهبود مي‌دهد.»
پردازنده‌ي VCU يوتيوب بهره‌وري رايانشي را ۲۰ تا ۳۳ برابر افزايش مي‌دهد
واحد VCU گوگل عملا يك كارت PCI-E كامل است و ظاهري شبيه به پردازنده‌ي گرافيكي دارد. هر برد داراي دو تراشه‌ي اي‌سيك Argos است كه در زير هيت‌سينك آلومينيومي عظيم منفعل قرار گرفته‌اند و خنك مي‌شوند. ظاهرا واحد VCU يوتيوب داراي كانكتور برق هشت پين است.
بر اساس نوشته‌ي Ars Technica، واحد پردازشي VCU يوتيوب داراي «۱۰ هسته‌ي انكدر» روي هر تراشه است و تمامي المان‌هاي ديگر در خارج از بلوك IP واقع شده‌اند. گوگل مي‌گويد هر هسته‌ي انكدر مي‌تواند «با استفاده از سه فريم مرجع» وضوح 2160p را با نرخ حداكثر ۶۰ فريم بر ثانيه به شكل بلادرنگ انكد كند.
كارت‌‌هاي VCU به‌طور ويژه براي سيستم رايانشي بسيار بزرگ و قدرتمند گوگل طراحي شده‌اند. هر كلاستر رايانشي در سيستم يوتيوب قرار است ميزبان «دستگاه‌هاي VCU» مستقل باشد كه مملو از كارت VCU هستند. اين كار باعث مي‌شود گوگل مجبور نباشد يكايك سرورها را باز و واحد VCU را به آن‌ها اضافه كند. گوگل مي‌گويد دليل شباهت پردازنده‌هاي VCU به كارت گرافيك اين است كه واحدهاي VCU بايد وارد محفظه‌هاي شتاب‌دهنده‌ي فعلي شوند.
سي‌نت ادعا مي‌كند «هزاران واحد از تراشه‌هاي VCU هم‌اكنون در حال فعاليت در ديتاسنترهاي گوگل هستند» و به لطف اين كارت‌ها، پردازش‌هاي مستقل ويدئو نظير ويدئوهاي 4K برخلاف قبل «در چند ساعت انجام مي‌شود و ويدئوها براي تماشا در دسترس قرار مي‌گيرند»؛ درحالي‌كه پيش‌تر اين روند چند روز طول مي‌كشيد.
تصويري از پردازنده‌ي VCU يوتيوب
گوگل سرمايه‌گذاري محسوسي در تحقيق‌و‌توسعه‌ي پردازنده‌هاي VCU انجام داده است؛ اما اين پردازنده‌ها در نهايت به كاهش هزينه‌هاي گوگل منتهي مي‌شوند. اين شركت در جدولي توضيح داده است كه استفاده از واحدهاي VCU از لحاظ هزينه‌ي نهايي چه تفاوت‌هايي با استفاده از پردازنده‌هاي اسكاي ليك اينتل و هسته‌هاي گرافيكي T4 Tensor انويديا دارد.
يوتيوب بزرگ‌ترين وب‌سايت اشتراك‌گذاري ويدئو در دنيا و نگه‌داري سرورهاي اين پلتفرم كار سختي است؛ گفته مي‌شود تا قبل از تصاحب يوتيوب توسط گوگل در سال ۲۰۰۶، نگه‌داري سرورهاي يوتيوب تقريبا «غير ممكن» بود. گوگل از سال ۲۰۰۶ تاكنون به‌شدت تلاش كرده است هزينه‌هاي يوتيوب را كاهش بدهد و در اين مسير بارها زيرساخت‌ها را از نو ساخته و قوانين جديدي وضع كرده است.
امروز بزرگ‌ترين چالش يوتيوب اين است كه هر ويدئو را روي تمامي دستگاه‌ها به شكل مناسب (با توجه ويژه به پهناي باند) پخش كند و در عين حال كيفيت خوبي ارائه بدهد. منظور از اجراي مناسب، انتخاب كدك همراهي‌شده روي دستگاه متخصص و انتخاب وضوح سازگار با صفحه‌نمايش دستگاه و در عين حال مصرف نشدن پهناي باند زياد است.
يوتيوب براي ارائه‌ي بهينه‌ترين وضوح و كدك در هر ويدئو به قدرت پردازشي بسيار زيادي متكي مي‌شود
گوگل براي دستيابي به اين هدف يك ويدئو را به تعداد بسيار زيادي ويدئو ترنسكد مي‌كند. نمونه‌اي از اين كار را مي‌توانيد خودتان مشاهده كنيد؛ پس از باز كردن ويدئويي 8K روي آيكون چرخ‌دنده كليك كنيد تا در مجموع ۹ وضوح شامل 144p،ا240p،ا360p،ا480p،ا720p،ا1080p،ا1440p،ا2160p و 4320p مشاهده كنيد. تمامي اين‌ها فايل‌هاي ويدئوييِ متفاوتي هستند و تك‌تك آن‌ها بايد از روي فايل اصلي 8K توليد شوند. در انديشه متخصصين داشته باشيد اين گزينه‌ها صرفا مخصوص دستگاه شما است.
گوگل لازم است شماري از وضوح‌ها را در كدك‌هاي مختلف ارائه بدهد؛ كدكها تعيين مي‌كنند كه ويدئو در مسيرش در اينترنت چگونه فشرده‌سازي شود. گوگل همواره در تلاش است ويدئوها را در پيشرفته‌ترين و بهينه‌ترين كدكها ارائه بدهد تا پهناي باند زيادي مصرف نشود؛ اين يكي از پرهزينه‌ترين فرآيندهاي كاري در يوتيوب به‌حساب مي‌آيد.
دي‌كد كردن كدكِ ويدئو به قدرت پردازشي زيادي نياز دارد و در دستگاه‌هاي موبايل ارزان‌ارزش بدون همراهي سخت‌افزاري از هر كدك، فرايند دي‌كد به شكل روان و بهينه انجام نمي‌گيرد. اين يعني گوگل صرفا مي‌تواند روي جديدترين دستگاه‌ها از بهترين كدكها استفاده كند و همچنان بايد نسخه‌هايي از ويدئو را با كدك‌هاي قديمي در دسترس داشته باشد.
امروزه اكثر دستگاه‌هاي مدرن سراغ استفاده از كدك بهينه‌ي VP9 مي‌روند و كدك H.264 كه سازگاري بيشتري در سطح وب دارد، مخصوص دستگاه‌هايي است كه چندان مدرن نيستند. هيچ‌كس به شكل دقيق تمام جزئيات انتخاب كدك يوتيوب را نمي‌داند؛ اما مطالعه‌ها نشان مي‌دهد اين پلتفرم توانايي همراهي از دستگاه‌هايي كه يك دهه پيش عرضه شده‌اند نيز دارد؛ حتي «موبايل‌‌هاي تاشو با وضوح پايين». بدين ترتيب اطمينان داريم كه يوتيوب از برخي كدك‌هاي پيش از H.264 نظير 3GP هم همراهي مي‌كند.
تصوير برچسب‌گذاري‌شده از دايِ تراشه‌ي Argos گوگل
كدكها همواره بهبودهايي تجربه مي‌كنند و همين موضوع باعث مي‌شود وظيفه‌ي گوگل براي همراهي از آن‌ها در يوتيوب بسيار چالش‌برانگيزتر شود. با درانديشه متخصصينگرفتن اهميت بسيار زياد پهناي باند در يوتيوب، منطقي‌ترين كار براي گوگل اين است كه در سريع‌ترين زمان ممكن سراغ استفاده از كدك‌هاي بهينه‌ي جديد برود. ارتقاء به كدك جديد به معني ترنسكد كردن تك‌تك ويدئوها (يا حداقل اكثر آن‌ها) است. اين فرايند بايد هر چند سال يك بار به هنگام انتشار كدك جديد انجام شود.
فكر مي‌كنيد يوتيوب ميزبان چند ويدئو است؟ گوگل صرفا داده‌هايي درباره‌ي رشد يوتيوب ارائه مي‌دهد؛ مثلاً طبق اطلاعات رسمي نظير ۵۰۰ ساعت ويدئو در هر دقيقه روي يوتيوب آپلود مي‌شود. تعداد ويدئوهاي يوتيوب به‌حدي زياد است كه نمي‌توان آن را محاسبه كرد. آنچه گفتيم بدون درانديشه متخصصينگرفتن قابليت پخش زنده‌ي يوتيوب است؛ تصور كنيد تمامي اين فرايند ترنسكد به شكل زنده اتفاق بيافتد؛ با تأخير ۱۰۰ ميلي‌ثانيه‌اي. بدون شك يوتيوب بزرگ‌ترين پردازش ترنسكد را در كره‌ي زمين انجام مي‌دهد.
كدكها براي موفقيت يوتيوب اهميت در خور توجهي دارند و به همين دليل گوگل تلاش زيادي براي توسعه‌ي آن‌ها انجام مي‌دهد. گوگل در سال ۲۰۰۹ شركت كدك‌ساز On2 Technologies را تصاحب كرد؛ همان شركتي كه كدك VP6 را كه در ويدئوهاي فلش استفاده مي‌شد ارائه داد.
از آن زمان تاكنون، گوگل جزو بزرگ‌ترين توسعه‌دهندگان كدك‌هاي ويدئويي بوده است. پس از ارتقاء VP8 به VP9، گوگل سراغ كدك بعدي‌اش يعني AV1 مي‌رود و اميدوار است كه اين كدك در آينده به شكل گسترده در دسترس قرار بگيرد. AV1 نتيجه‌ي همكاري چند شركت است.
هم انديشي ها