应用CPU跟SVE2减速视讯译码跟图像处置

跟着每一代新产物的推出，ArmCPU 会实现全新一代的效力晋升，并导入架构改良，以满意一直演进的运算任务负载的需要。本文重点先容三个利用实例，以展现 Armv9 CPU 的架构特征在现实利用场景中发生的影响，尤其是在HDR 视讯译码（减速 10%），图像处置（减速 20%），以及在重要举动利用顺序中的功效 LibYUV（减速 26%）。而本文中探讨的一些 ArmSVE2 优化现已可供开辟职员存取应用，无望晋升热点的媒体利用顺序的用户休会，进一步改良人们相同、任务跟文娱的方法。利用开辟职员跟品牌厂面对的挑衅起首，从举动安装端利用开辟职员以后面对的挑衅来看，现在市场上有超越200万个安卓（Android）利用顺序在争取用户青眼。这些利用顺序想要坚持市场竞争力，就必需敏捷将翻新结果推广到种种举动安装上，若只是依附功效牢固的硬件，将会见临产物上市时光跟可移植性等方面的挑衅。与杰出的应用者休会相干的指针，包含利用顺序启动时光、UI 流利度、每秒词元 （token） 数跟每秒帧数 （FPS） 稳固性等，这些都须要实在满意应用者的冀望。因而，品牌商须要在效力晋升以及更普遍的应用者需要（如延伸电池续航时光、增加数据应用量跟安装本钱）之间获得均衡。此中任何一个方面如有缺乏，都可能招致应用者休会打扣头，否认进级举动安装的代价。在 Armv9 CPU 上开辟软件能够处理品牌商跟开辟职员所面对的挑衅。SVE2 的现实利用实例以下的三个研讨案例，证实软件优化能够减速现实任务负载。起首，以下是 SVE2 的一个子集跟可减速举动安装上要害任务负载的 Armv9 CPU 中的新向量指令：包含16 位点积跟 8 位矩阵乘法，可减速HDR 视讯播放、视频集会；图像处置直方图指令；聚合读取跟疏散存入，用于拍照机镜头传感器数据的解交错处置；单数指令，用于减速视频编码器中的疾速傅破叶变更。应用这些向量指令，可使优化的软件应用更少的CPU周期，进而带来两年夜利益，一是CPU 周期增加使得耗能下降，增添电池续航时光；二是可进步利用顺序效力。【案例 1】SVE2 进步视讯译码速率不雅看多媒体内容是举动安装上最罕见的任务负载之一，也是举动安装端收集最年夜的流量起源。因而，厂商一直寻求更高效力的编解码器，盼望在节俭收集带宽的同时，支撑杰出的图像品质。HDR技巧因为颜色正确度更高，可浮现愈加真切的细节，即便是在十分暗或十分亮的场景中也是如斯。它应用 10 位而非 8 位来表现每个颜色通道。AV1 跟 VP9 以及其余古代编解码器也支撑 HDR 视讯。AV1 是一种较新的格局，可供给更好的紧缩后果，而 VP9 在阅读器跟安装之间则存在更普遍的兼容性。像是Netflix、Instagram、Facebook 跟YouTube等热点利用顺序，都应用 AV1 跟 VP9 格局来播放影片。比方libdav1d 作为开源的 AV1 译码器，已内嵌在 Facebook 利用中。SVE2 优化使 HDR 视讯译码速率进步约10%，VP9 译码速率进步8%，AV1 译码速率进步 10%。这使得 CPU周期增加约10%，电量耗费也绝对增加，让用户外行动安装上播放点播影片时可能取得更长的电池续航时光。如斯，无论是不雅看比方脸书或Instagram上的短影音，仍是YouTube上的长影片将愈加顺畅！开辟职员现可存取应用libdav1d（AV1 译码器）跟 libvpx（VP9 译码器）的优化顺序代码。【案例 2】SVE2进步LibYUV 速率值得一提的是，咱们每团体都在人不知鬼不觉中应用了 LibYUV。LibYUV 是一个开源函式库，用于RGB 跟 YUV 之间的颜色空间转换、拍照机镜头传感器数据缩放，以及拍照机镜头滤除跟扭转。在经过视讯译码器应用之前，它会对来自拍照机镜头传感器的数据停止处置。在良多情形下，视讯译码器中的数据会先经由过程 LibYUV 停止处置，而后再发送去停止表现。SVE2 优化使 LibYUV 速率进步了 26%（Armv9 CPU 上多个中心的多少何均匀值）。LibYUV 中大概有 100 个中心已应用 SVE2 停止优化，其余中心的优化任务正在停止中。LibYUV 的宣布是 Chromium 的一局部。Chromium 是一个开源阅读器名目，为 Chrome 及重要手机厂商自界说的阅读器奠基了基本。它被整合到 AOSP 跟 Android Jetpack 中。因为 LibYUV 对举动安装相称主要，无望对团体举动安装端休会发生深远的影响，比方带来更好的视频集会休会、更顺畅的直横式屏幕形式切换，以及更好的视讯花费休会，而且年夜幅地延伸电池续航时光。【案例 3】SVE2 进步运算拍照速率图一:Halide-SVE2跟Halide-NeonCPU周期数对照Halide 是一种专门用于图像处置范畴的言语，用于 Adobe Photoshop 等利用，一些品牌商也将它用于拍照机镜头管线。SVE2 指令（比方聚合读取跟疏散贮存指令）跟 TBL（可顺序计划查表，用于向量化小型查问表）减速了 Halide 中的一些要害盘算机视觉 （CV） 流程。iToFDepth（用于感知深度）、双边网格（用于边沿感知色彩映射）跟部分拉普拉斯（用于滤除）等运算麋集型算法，在采取 SVE2 后，其效力晋升了近 20%。应用 SVE2 来优化软件能够及时利用一些拍照后果，为入门级举动安装开启新的可能性，用户无需公用硬件即可取得更高品质的照片。Arm 已针对 SVE2 顺序代码天生优化 Halide 后端，而一些修补顺序曾经上线，也正在开辟其余修补顺序。图二:深度后果典范图像图三:边沿感知色彩映像典范图像怎样善用 SVE2？SVE2 导入多少个新指令，十分合适减速要害的现实任务负载跟利用。Armv9 CPU 的最新停顿将使开辟职员可能更快的实现翻新，为各种举动安装的花费者带来更好的应用者休会。（本文作者为 Arm 终端产物奇迹部花费运算市场资深司理 Poulomi Dasgupta，中文版检阅者为Arm 首席利用工程师余志诚）