Azure 上的 x264 工作负载简介

Ampere® Altra®处理器从设计伊始就旨在为云原生应用程序(如视频编码)提供卓越的性能。以其创新架构，提供高性能、线性可扩展性和惊人的能源效率，Ampere Altra允许工作负载在不断增加的负载下，性能变化很小，以可预测的方式运行。为视频编码这样的实际云工作负载中提供行业领先的性能/瓦特能力和更低的碳足迹。

微软提供了一个全面的Azure虚拟机系列产品，以Ampere Altra云原生处理器为特色，可以运行各种各样的向外扩展的工作负载，如web服务器、开源数据库、内存应用程序、大数据分析、游戏、媒体等。由Ampere Altra处理器提供算力的Dpsv5 虚拟机是一种通用虚拟机产品，每个vCPU提供 2GB内存。vCPU、内存和本地存储的优化组合，可以经济有效地运行工作负载，不需要每个vCPU占用大量RAM。Epsv5虚拟机为内存优化型虚拟机，每个vCPU提供4gb的内存，适用于开源数据库、内存缓存应用、游戏和数据分析引擎等内存密集型工作负载。

我们使用libx264实现了H.264/MPEG-4 AVC标准，这是目前使用最广泛的标准。“vbench:云视频转码基准，新兴视频即服务工作负载的基准”，可在http://arcade.cs.columbia.edu/vbench上获得，用于评估x264性能。根据这篇论文，vBench中的15个输入视频是通过算法选择的，综合了分辨率、帧速率和复杂性等因素，可以代表一个数百万个视频的大型商业资料库。

由Ampere Altra处理器驱动的Microsoft Azure Dpsv5 虚拟机在各种视频编码工作负载(包括vbench中使用的配置)中提供了出色的性能。我们使用vbench的“上传”和“视频点播”配置来评估性能。上传配置中使用单次转码而不降低输入视频质量。这表示对视频服务的初始上传编码，要求速度和质量。视频点播(VoD)配置使用两步转码，需要速度和更好的压缩比例，同时不降低视频质量。VoD第一次传递收集统计信息，这些统计信息用于第二次传递，以便在编码复杂帧和简单帧时分配更多位。

Dpsv5虚拟机的原始性能优于传统x86虚拟机。在vbench Upload配置中，D16ps v5 的性能比Intel^® Xeon^® Ice Lake-based D16s v5 高5%，比AMD EPYC™ Milan-based d16as v5 高4%。对于vbench视频点播配置，性能最好的是D16ps v5，比D16s v5 高3%，比D16as v5 高2%。

如果比较性价比，Dpsv5虚拟机比高端x86虚拟机超出的更多。在vbench Upload配置中，D16ps v5虚拟机的性价比比D16s v5高出31%，比D16as v5高出16%。对于vbench视频点播配置，D16ps v5虚拟机具有最佳的性价比，比D16s v5高出29%，比D16as v5高出14%。

我们使用了Andrea Lottarini、Alex Ramirez、Joel Coburn、Martha a. Kim Parthasarathy Ranganathan、Daniel Stodolsky和Mark Wachsler(2018)中“vbench:云中的视频转码基准，新兴的视频即服务工作负载的测试基准”中指定的vbench配置。

对于VM中可用的每个vCPU，我们使用numactl运行以下命令，将进程固定到特定的核心。

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# command line for vbench Upload configuration  
numactl -m 0 -C $CORE ffmpeg -i $INPUT -c:v libx264 -threads 1 -y -loglevel quiet -crf 18 $OUTPUT  
# command line for vbench VoD configuration - note the bitrate below is set per input file as described in the vbench paper 
# Pass #1 
numactl -m 0 -C $CORE ffmpeg -i $INPUT -c:v libx264 -threads 1 -y -loglevel quiet -passlogfile ffmpeg2pass -pass 1 -f null -an -sn -b:v $BITRATE -preset medium  /dev/null  
# Pass #2 
numactl -m 0 -C $CORE ffmpeg -i $INPUT -c:v libx264 -threads 1 -y -loglevel quiet -passlogfile ffmpeg2pass -pass 2 -b:v $BITRATE -preset medium ${OUTPUT}.   

视频编码在云中是一种流行的工作负载，考虑到目前可用的无数格式、目标设备和分辨率，这是一项计算密集型任务。H.264仍然是市场上最流行的视频编解码器。在我们的测试中，与传统的x86虚拟机相比，由Ampere®Altra®云原生处理器驱动的Microsoft Azure Dpsv5虚拟机提供了更好的性能和性价比——使用流行的vbench基准测试，性能提高了5%，性价比提高了31%。

有关使用基于amere Altra 处理器的Azure虚拟机的更多信息，请访问Azure博客了解更多详细信息。

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与 Ampere 测试中使用的不同的系统配置、组件、软件版本和测试环境可能会导致与 Ampere 获得的测量结果不同。

性价比是在2022年9月使用微软的虚拟机定价计算的。有关详细信息，请参阅单个测试。

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