2019年12月12日
By 布莱斯Stejskal Telestream技术产品经理
专题文章

构建流媒体工作站? 以下是你需要知道的

创建一个专业高效的流媒体工作站需要付出很多努力. 对于那些不熟悉PC或mac笔记本电脑或工作站的人来说，选择合适的硬件来完成任务可能会让人望而生畏. 这就是创建电视流的原因之一 Wirecast齿轮, 一个专业的, 交钥匙流系统可满足各种预算和性能要求. 但是在某些情况下，构建自定义设置是有意义的, 以下是你在选择这条路线时需要考虑的关键硬件决策和其他因素.

虽然直播制作质量差异很大, 高制作价值的节目在吸引和留住观众方面做得更好. 强大的流媒体软件应用程序的出现使得任何人都可以制作广播质量的作品. 运行一个强大的, 实时软件应用程序需要运行它的计算机提供一定的马力. 同时发布推荐的系统需求，以指导希望“滚动自己的”工作站的用户, 它有助于对实时流媒体的独特需求有一些基本的了解.

如果你有基本的工作流程需求, 你可以, 在大多数情况下, 买任何装备合理的现代机器，你可能就没事了. 如果您的工作流程要求更专业—从录制的ISO文件中同时获得四个即时重播, 三个监视器输出(一个用于多查看器), 一个用于音频混音器, 一个用于用户界面和程序输出)——这就是正确配置一台有能力的机器对一些用户来说真的很难的地方. 源视频播放呢? 你需要处理4K的能力吗? 3 d游戏,? 你想做的越多，你就越想做得更好, 机器越精密, 这就需要了解你的计算机硬件到底能做什么.

重要的事情先做

因为我们正在讨论视频流工作流, 了解输出流的比特率与ISP提供的上传带宽对您的整体成功至关重要，这可能是不言而喻的. 建议您的上传速度至少是所选输出视频比特率的两倍，以允许您可能需要的任何额外空间. 这对于目标比特率为10mb或更低的情况尤其重要. 一旦这个限制因素被排除在外, 然后我们可以讨论运行流媒体软件所需的计算机硬件，以充分发挥其潜力. 对于一个典型的工作流, 我们不仅需要成功地对直播流进行编码，以便观众可以看到它, 我们还需要创建图层的能力, 添加标题, 音乐, 效果或其他元素赋予你的节目应有的高制作价值.

实时完成所有这些需要马力, 那么，让我们来看看影响流媒体容量和性能的硬件组件的四个主要领域:

CPU和RAM
主板
GPU(图形和编码流的潜力)
存储(用于操作系统和媒体)

CPU和RAM

功率不足的CPU(中央处理单元)如何影响您的生产和流处理能力? 你需要多强大的CPU? 这完全取决于你需要做什么. cpu通常根据它们的时钟速度和处理内核的数量来区分. 对于大多数用例, 在内核和时钟频率方面，你想要一个中庸的CPU. 所有最新的中档英特尔cpu都支持八核. 一般推荐使用Intel i7, 因为它将为大多数工作流提供足够的空间. 八核处理器外加超线程, 你总共得到16个线程，这非常接近你根据x264规范优化的单个x264编码工作流程. 使用x264编码直接影响您的CPU，因为这是工作完成的地方, 但如果你有一个足够强大的CPU, 它应该能够在创建流的同时运行流应用程序, 你电脑的操作系统, 以及其他辅助任务. 然而, 如果你也为你的源视频做了很多基于网络的摄取, 或者大量的MP4解码来播放, 你真的需要关注你的CPU, 可能得到你能得到的最高端的CPU, 比如高时钟频率, 多核英特尔至强处理器.

从理论上讲，拥有更高的时钟速度总是会导致更好的编码. 播放视频文件时, 根据编解码器和源的格式，情况可能会有很大的不同. 例如, 你可以播放一个720p的ProRes文件，它对CPU的影响远远小于同样材料的压缩版本. ProRes是“数据量大”的，但不是“计算成本高”的，因为它是一个 I-frame 编解码器，这意味着没有需要在飞行中重建的预测帧. 它的倒数是 H.264 或其他MP4类型的视频，利用预测帧来增加压缩. 这些帧必须从预测帧重建，这需要CPU百家乐软件. 如果你有5或6个mp4同时播放, 取决于分辨率, 它们可以轻松地占用70%或更多的CPU.

主板

因为所有东西都通过主板上的不同总线流入和流出计算机, 这是可以理解的，一个不正确配置的主板, 或者是上一代技术的产物, 可能无法提供在实时工作流中所有组件之间移动视频和音频所需的数据速度和密度. 主板的功能主要由它支持的CPU类型和芯片组定义. 不要陷得太深, 芯片组是控制信息流沿着各种总线(前端)的交通警察, 背面, 内存)连接到主板的所有组件之间. PCIe是一种标识设备和协商信息传输的协议. 从性能的角度来看, 芯片组直接决定数据吞吐量和组件之间可能的总线速度. 如果你想知道角落里的旧电脑是否有它需要的东西, 看看它的芯片组吧. 早于Z170的老式芯片组, X99, 而Z87级别的技术将无法支持现代流媒体生产工作流程所需的传输数据的总线速度.

很多人关注的是公交车的实际速度，但这并不是最重要的衡量标准. 更重要的是要了解哪些组件共享总线, 通过哪些车道, 以及芯片组的PCIe通道是如何映射的. 取决于百家乐软件是如何共享的, 连接SATA驱动器和其他存储子系统之类的东西会影响整个系统的性能吗. 在为视频构建高性能工作站时，能够确定总线上有多少额外流量，以及是否会在一个内存控制器上增加延迟，这一点至关重要. 任何或所有这些主板漏洞都有可能导致帧在CPU之间来回到达的延迟, GPU和RAM.

GPU

GPU(图形处理单元)对于专业的流媒体系统至关重要. 如果你的第一个想法是生成高质量的图像和标题, 这只是专业流媒体故事的一小部分. 这并不是说标题不能变得复杂，因为它确实可以. 例如, 如果您正在为标题播放渲染视频, 有哪些标题引擎支持, 从系统百家乐软件的角度来看，这与回放视频没有什么不同. 然而, 如果您正在使用NewBlue的高级标题应用程序，并且选择在同一台机器上运行它, 在你对流进行编码的同时，标题也经常被实时编码. 这样做意味着你同时在编码上投入了双倍的精力，并且你可能会得到一些导致丢帧的CPU峰值，除非你拥有一个带有独立GPU的非常强大的机器. 对于典型产品, 复杂的3D标题是在不同的机器上完成的，然后通过HDMI运行, SDI, or 抗利尿连接作为一个单独的源.

用GPU编码流

使用GPU来编码视频流而不是CPU是一种流行的选择. 如前所述，CPU百家乐软件非常宝贵. 我们需要这些CPU百家乐软件来运行软件, 用于在UI中加载东西, 解码H.264视频，并且通常运行所有无法通过GPU加速的进程. 将CPU用于编码工作流可以显著减少备份时的开销. 有时候，最小的后台任务也会把事情搞砸. 使用GPU编码, 它是一个完全不同的处理单元，所以你不会把所有的工作都添加到CPU的待办事项列表中. 你最终会有更多的回旋余地，而且不太可能出现问题.

然而，它并没有那么简单，因为gpu有不同的实现. GPU技术集成在Intel i5和i7处理器中. 英特尔在这些集成的gpu上调用编码快速同步尽管它可以显著加快编码速度，但它确实存在一些明显的缺陷. 因为GPU的快速同步是在CPU内部, 你使用相同的带宽或交通通道到你的CPU做所有的事情, 而不是像NVIDIA卡那样将编码流量分离到单独的GPU单元. 因此，使用快速同步可能会导致延迟增加，并以您在独立GPU上看不到的方式增加GPU使用. 快速同步只适用于英特尔的集成gpu, 但在许多情况下，如果你达到CPU使用限制并掉帧，它仍然比做更高质量的x264编码要好.

如果你真的想最大化你的表现, 可以在独立的GPU卡中完成所有编码. 这可以利用NVIDIA的NVENC技术来实现. NVENC是指NVIDIA GPU上的专用编码(和NVDEC解码)芯片. 这意味着, 甚至当使用它作为编码器, 它不使用任何实际的GPU渲染百家乐软件. 虽然整体GPU带宽确实会受到一定影响, 只有在非常复杂的情况下才会成为一个问题, 繁重的GPU工作流或4K.

存储

从老式的旋转hdd到固态硬盘(SSD)，以及最近的 NVMe 固态硬盘，有很多存储选择. 旋转硬盘将以低廉的价格为您提供大量存储空间. 不幸的是，这项技术往往非常缓慢. 在使磁盘I/O饱和之前，您可能能够从iso或程序输出提要中同时获得两个ProRes或MJPEG文件写入磁盘. 如果同一个硬盘上有其他的内容，你依赖于你的生产，如视频文件, 如果源文件的I/O处理速度不够快，就无法读取源文件. 这很容易破坏你的生产.

如果你的工作流程需要大量的ProRes iso和重播, 那么你将需要快速存储解决方案, 而且可能不止一个, 无论是多个ssd, RAID 0, 或者多个NVMe或PCIe解决方案，因为系统正在读取/写入大量数据. 您可以使用多个驱动器, 每个编码对应一个, 但你可能会用完主板上的SATA端口. 这在笔记本电脑上尤其成问题，因为它们通常没有很多端口. 如今，固态硬盘的价格与存储比相当不错(1tb的价格为110美元)，而且速度也有了巨大的提高. 这允许你同时做更多的事情而不会减慢速度——更多的iso, 更多的程序记录.

NVMe是继SSD之后的新一代硬盘. 这给你进一步提高速度，同时仍然是固态的. 不同之处在于您不是通过SATA连接，它有自己的开销. 相反，数据直接通过PCIe进行并行访问. 它使大多数软件异常灵活，因为它可以读取和加载纹理到RAM令人难以置信的快. NVMe存储比基于sata的ssd有一点溢价, 因此，您可能认为可以迁移到所有NVMe驱动器. 然而，这些最好作为操作系统驱动器，因为大多数主板只有一个或两个NVMe.2个插槽，而不是4个或更多可用的SATA端口. 此外，使用多个NVMe.2槽, 你的主板应该有多个吗, 通常会将GPU PCIe插槽从16通道降至8通道, 或完全禁用非gpu PCIe插槽. 如你所见, 这可能会变得相当复杂, 因此，阅读主板手册中的细则是很重要的. 任何现代应用程序都应该在某种类型的固态驱动器上运行，以获得最佳性能. 如果要处理大量输入和输出，请使用额外的SSD存储.