助力全站WebP ，阿里云云上FPGA 团队发布 WebP图片解决方案
摘要： 阿里云 WebP 圖片解決方案的軟件部分由聯(lián)捷計(jì)算科技（CTAccel）提供，再整合上阿里云自身的FaaS (FPGA as a Service) 彈性計(jì)算平臺(tái)，形成了完整的阿里云 WebP 圖片解決方案。
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目前來(lái)說(shuō)，圖片依舊是占用流量較大的一部分，對(duì)于移動(dòng)端更是如此，因此，如何在保證視覺(jué)效果的同時(shí)縮小體積，對(duì)于解決帶寬占用高和手機(jī)耗電快非常重要。然而，我們所熟悉的 JPEG、PNG、GIF 等常用圖片的優(yōu)化早已到了極致。
因此 Google 在2010年推出了新的圖片壓縮格式——WebP，致力于在達(dá)到和 JEPG 格式相同的圖片質(zhì)量的同時(shí)，減少文件大小，希望能夠減少圖片在網(wǎng)絡(luò)上的傳送時(shí)間。
WebP 為圖片提供了有損和無(wú)損壓縮能力，根據(jù)官方實(shí)驗(yàn)，無(wú)損 WebP 相比 PNG 減少 26%左右大小，有損 WebP 在保證結(jié)構(gòu)相似性的情況下比 JPEG 減少 25%～34%大小；有損 WebP 的大小通常約為對(duì)應(yīng) PNG 的34%。
受限于JPG、PNG等格式圖片轉(zhuǎn)碼速度慢的影響，這么厲害的技術(shù)，卻只有國(guó)內(nèi)的少數(shù)公司在使用。阿里云 推出了新的 WebP 圖片解決方案，來(lái)幫助更多的企業(yè)，能夠使用 WebP 格式，享受 WebP 格式帶來(lái)的便利。
阿里云為 WebP 編碼做了什么？
阿里云 WebP 圖片解決方案的軟件部分由聯(lián)捷計(jì)算科技（CTAccel）提供，再整合上阿里云自身的FaaS (FPGA as a Service) 彈性計(jì)算平臺(tái)，形成了完整的阿里云 WebP 圖片解決方案。阿里云 WebP 圖片解決方案在 ECS 產(chǎn)品可靠、安全、便利的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)揮了 FPGA 在數(shù)據(jù)并行處理上的能力，滿(mǎn)足用戶(hù)的計(jì)算需求，優(yōu)化程序的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
聯(lián)捷計(jì)算科技一直致力于FPGA的圖片處理與分析加速計(jì)算技術(shù)的研發(fā)，核心技術(shù)已獲得美國(guó)專(zhuān)利。核心產(chǎn)品提供的圖片處理能力，重新定義了數(shù)據(jù)中心圖片處理計(jì)算模式，為互聯(lián)網(wǎng)圖片計(jì)算提供最高效的解決方案。
用戶(hù)能夠在該平臺(tái)上使用 JPEG 解碼和 WebP 編碼系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)批量將 JPEG 圖片轉(zhuǎn)換成不同分辨率的 WebP 圖片。相比于傳統(tǒng)的 CPU 處理方案， 基于 FPGA 加速的 WebP 圖片解決方案為圖片處理提供了數(shù)倍的性能提升。
真實(shí)場(chǎng)景下的性能對(duì)比
測(cè)試對(duì)照組1
本組對(duì)照實(shí)驗(yàn)基于 FaaS F1 ecs.f1-c28f1.7xlarge 實(shí)例（28 CPU Cores, 1 Intel A10 FPGA Card）
測(cè)試圖片組參數(shù)： 10000 張圖片, 平均大小: 830k, 分辨率: 4096x2160, 總計(jì) 8.3GB
測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果解讀
我們可以看到，由于 FPGA 運(yùn)算加速的介入，在各個(gè)分辨率下， FPGA + CPU 組（藍(lán)色）都要比單純的 28 核 CPU 組有較大的性能提升，加速比平均可達(dá) 3.24倍！而且，我們也可以看到，圖片尺寸更大， 加速效果越明顯。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，能夠用更短的時(shí)間處理更多的圖片，帶來(lái)成本上的降低和性能上的提升。
測(cè)試對(duì)照組2
本組對(duì)照實(shí)驗(yàn)基于 FaaS F1 ecs.f1-c28f1.7xlarge 實(shí)例（28 CPU Cores, 1pcs Intel A10 FPGA Card）
測(cè)試圖片組參數(shù)： 10000 張圖片, 平均大小: 130k, 分辨率: 1024x768, 總計(jì) 1.3GB
測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果解讀
當(dāng)輸入圖片切換成1k時(shí)，我們可以看到，受限于輸入圖片的尺寸， FPGA 的加速效果相比于對(duì)照組1略有下降，但 FPGA + 28 核CPU 組的處理速度仍然比單純的 28 核 CPU組提升了 2.54倍。
測(cè)試對(duì)照組3
本組對(duì)照實(shí)驗(yàn)基于 FaaS F1 ecs.f1-c8f1.2xlarge 實(shí)例（8 CPU Cores, 1pcs Intel A10 FPGA Card）
測(cè)試圖片組參數(shù)： 10000 張圖片， 平均大小: 830k, 分辨率: 4096x2160, 總計(jì) 8.3GB
測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果解讀
在本組測(cè)評(píng)中，由于實(shí)例的 CPU 數(shù)量下降，FPGA的加速效果相比于前兩組測(cè)試結(jié)果得到了大幅度的對(duì)比放大。 FPGA + 8 核 CPU 組對(duì)比單純 8 核 CPU組提升了 6.5 倍！
測(cè)試對(duì)照組4
本組對(duì)照實(shí)驗(yàn)基于 FaaS F1 ecs.f1-c8f1.2xlarge 實(shí)例（8 CPU Cores, 1pcs Intel A10 FPGA Card）
測(cè)試圖片組參數(shù)： 10000 張圖片, 平均大小: 130k, 分辨率: 1024x768, 總計(jì) 1.3GB
測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果解讀
本組測(cè)評(píng)雖然 CPU 數(shù)量減少， FPGA 的加速性能被對(duì)比放大出來(lái)，但受限于輸入圖片的尺寸，性能的提升僅達(dá)到 3.75倍。
綜合測(cè)評(píng)結(jié)果
通過(guò)我們上面的四組測(cè)評(píng)結(jié)果可以得出以下結(jié)論：
同等情況下，加入 FPGA 性能將有大幅度提升，平均提升在2.5倍以上, 最優(yōu)能達(dá)到 6.5 倍。
圖片越大， FPGA 的加速效果越好。這樣符合我們的場(chǎng)景，圖片越大，我們壓縮的需求越強(qiáng)烈。
CPU 越少，FPGA 的相對(duì)加速效果更明顯，在保證處理速度的情況下，我們可以選擇使用 CPU 更少的 FPGA 機(jī)器處理，取得更高的性?xún)r(jià)比。
普惠 FPGA 的力量
在過(guò)去，FPGA 只是互聯(lián)網(wǎng)玩家大咖才能玩得轉(zhuǎn)、玩得起的，但是阿里云希望讓更多的企業(yè)和個(gè)人享受算力提升帶來(lái)的好處。
阿里云 將 FPGA 封裝成云產(chǎn)品，并在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品化、模塊化、鏡像化，全方位優(yōu)化產(chǎn)品交付流程，對(duì)于任何一家想要使用 FPGA 或是能夠?yàn)槠渌咎峁?FPGA 技術(shù)指導(dǎo)和開(kāi)發(fā)服務(wù)的企業(yè)，都能夠在整個(gè)流程中找到自己。FPGA 的云端交付，讓更多的企業(yè)能夠從不會(huì)用到用的爽！
即使你的企業(yè)沒(méi)有人擅長(zhǎng) FPGA ，仍然可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)云市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)服務(wù)，并通過(guò)統(tǒng)一的交付流程，實(shí)現(xiàn)無(wú)編碼，輕松上云。
為了無(wú)法計(jì)算的價(jià)值，普惠 FPGA 的力量，讓 WebP 從這里崛起！
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的助力全站WebP ，阿里云云上FPGA 团队发布 WebP图片解决方案的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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