NVIDIA Rivermax SDK

适用于媒体和数据串流应用的经过优化的网络 SDK。

NVIDIA® Rivermax® 提供了一个独特的、基于 IP 的解决方案,适用于任何媒体和数据串流用例。Rivermax 与 NVIDIA GPU 加速计算技术共同为媒体和娱乐 (M&E)、直播、医疗健康、智慧城市等领域的各种应用释放创新活力。

Rivermax 采用 NVIDIA ConnectX® 和 BlueField DPU 硬件串流加速技术,支持直接向 GPU 来回传输数据,为串流工作负载提供出色的吞吐量和延迟,并尽可能降低 CPU 利用率。

Rivermax 是独有的完全虚拟化的串流解决方案,符合 SMPTE ST 2110-21 规范的严格定时和流量要求。Rivermax 支持基于云的软件定义直播的未来发展。


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性能提升

对 CPU 力量依赖性极小,可释放 CPU 周期,以供应用使用。

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强大且灵活的 SDK

统一串流 SDK 将 NIC 和 GPU 粘合起来,可实现互连、编排,而且符合 SMPTE ST 2110 规范要求。 了解详情

准时

问题的关键在于定时 – 利用 ConnectX 或 DPU 系列纳秒级精确的 PTP。 了解详情


性能提升


  • 内核旁路技术 – 应用用户空间内存与网络接口之间基于硬件的直接复制
  • 按硬件划分的处理卸载的数据包
  • GPUDirect – 无需向 GPU 拷贝显存,减少 PCIe 事务、CPU 使用率、抖动和延迟
  • 硬件数据包同步适用于任何数据流
  • 单个 CPU 内核可接收或发送 8 个 UHD 2160p60 流或 32 个 FHD 1080p60 流
  • 在 CPU 加载和网络带宽方面,性能可线性扩展

使用 Rivermax,实现更高性能和更低 CPU 利用率

Rivermax 与 Linux 内核 – 传输 – Jetson Xavier [Arm]

吞吐量提高 10 倍
CPU 利用率降低 3 倍


Rivermax 与 Linux 内核 – 传输 – x86 服务器

吞吐量提高 15 倍
CPU 利用率降低 6 倍


Rivermax 与 Windows 内核 – 接收 – x86 服务器

吞吐量提高 17 倍



Rivermax 与 Linux 内核 – 接收 – Xavier [Arm]

吞吐量提高 6 倍
CPU 利用率降低 4 倍



通过 GPUDirect 增强 GPU 功能




Rivermax 的 GPUDirect 利用高速 PCIe 接口直接向 GPU 传入和从中传出数据,并且不会给 CPU 核心增加负担

  • Rivermax with GPUDirect 有一个 CPU 核心,支持 8 个 UHD 2160p60 流
  • 缩短 CPU 周期并提高 GPU 处理能力
    • 无需向 GPU 拷贝显存/无需从 GPU 拷贝显存
    • CPU 利用率降低 65%(速度为 10Gbps)
    • 减少 PCIe 事务
  • 减少 PCIe 事务
  • 降低处理延迟
  • CPU 核心数减少 = 总功耗需求降低
  • 受 Linux 和 Windows 支持
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无 GPUDirect
GPUDirect
PCIe 带宽
21Gbps
10.5Gbps
CPU 负载*
31%
11%
* CPU 负载用于接收数据包、显存拷贝(针对非 GPUDirect)和 RTP 检查

RoCE/RDMA UDP/IP Multicast 的非凡特性用于媒体和数据串流

  • 使用 GPUDirect 进行标头数据拆分:
    • 在 GPU 显存中接收负载
    • 在主机显存中接收标头
    • GPU 执行色彩空间转换
    • 基于 GPU 显存渲染视频
  • 线速高达 8 X 2160p60
  • 性能
    • 1 个 PCIe 事务
    • 0 次拷贝操作
    • 60FPS
    • 约 10.5Gbps
    • CPU 负载为 11%

更大限度地提高 GPU 容量

传统

网络由 CPU 和 CPU 显存处理

GPUDirect

网络直接接入 GPU 显存


强大且灵活的 SDK




  • 同样标准化的跨平台 SDK,适用于 Linux 和 Windows、x86 和 Arm CPU 架构
  • 精简 API 集,用于传输和接收流
  • 提供精简 API 集,用于传输和接收流
  • 简单易懂的 API,可满足任何数据串流应用的需求
  • 参考代码,可用于快速集成
  • 数据抽象 – API 可以帧/行(而非单个网络数据包)表示数据
  • 云就绪 – 支持容器和虚拟化
  • 轻松与任意 PTP 栈集成
  • 参考示例包括用于管理编排的 NMOS 集成
  • 符合 SMPTE ST 2110 和 ST 2022 规范
  • 无缝重建 SMPTE ST 2022-7 冗余流的硬件

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准时


高级定时和同步

Rivermax 针对 COTS 网卡采用出色的 PTP 解决方案

  • 时间触发的调度
  • 基于 PTP 的数据包同步
  • PTP 具有:
    • IEEE 1588v2(任何尺寸)
    • PTP 硬件时钟 (PHC)(UTC 格式)
    • 16 毫微秒的精度
    • 全线速硬件时间戳(UTC 格式)
    • 1 PPS 输入和可配置 PPS 输出
  • DOCA Firefly – DPU 时间和调度服务
    • 适用于 Windows、Linux bare metal 和虚拟化环境的精确定时
    • 支持与操作系统无关的 PTP 卸载



合作伙伴徽标列表

随着我们的合作伙伴推出基于全 IP 解决方案的新 Rivermax,并在实验室进行严格测试,
我们很高兴能与客户和整个市场分享这些合作投资的成果。





近期产品动态


使用 AI 和加速计算,探索广播的未来发展




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一般常见问题解答

Rivermax 是一个经许可的闭源库。SDK 提供的内容包含示例参考代码和 API 层。

Rivermax 支持 Linux、Windows 以及 VMware 和 OpenStack 等容器化/虚拟化环境。Rivermax 可以在 x86 或 Arm 架构上运行。ConnectX-6 Dx 和 Bluefield-2 是主要的受支持平台。

任何数据串流应用均可使用 Rivermax SDK。Rivermax 可提供出色的高带宽、低延迟、GPU-Direct 和零显存拷贝。需要支持 IP TV Studio Media (SMPTE ST 2110) 的应用是 Rivermax SDK 的一个很好的示例用例。一些热门用例包括:视频直播、视频墙显示、高带宽摄像头摄像、零售摄像头输入分析、医疗健康 DICOM-RTV 和 H264/5 压缩数据。

支持。使用 Rivermax 时,每帧必须提交一个时间参数,并将参数设置为系统时间值(纳秒分辨率),用来说明必须发送的时间。系统时间借助第三方软件同步至 PTP GrandMaster。在 bare metal 和虚拟化环境中,Linux 和 Windows 都支持 PTP 时间同步。
Rivermax 版本 1.8 使用 BlueField-2 DPU 为 Windows 和虚拟化环境引入了精确定时。

支持。Rivermax 通过以太网 IP/UDP 支持 GPU-Direct。
Rivermax 已经过高度优化,可直接在网卡和 GPU 之间移动数据,无需 CPU 干预,也无需通过主机显存传输数据。
Rivermax 支持分割和重建标头以及负载。此功能可用于将标头放在主机显存中,同时也可将负载放在 GPU 显存中(如果应用选择这样操作)。
这样可在 GPU 显存中连续运行负载,同时也可更大限度地减少 CPU 的任务处理数量。
Linux 支持 GPU-Direct;在 Windows 上,Rivermax 版本 1.8 及以后的版本将支持 GPU-Direct。

Rivermax 已经过“JT-NM 测试”。Rivermax 已针对 SMPTE ST 2110-20/30/40、2022-7 合规性进行了测试。Rivermax 还支持 ST2022-6 和 ST 2110-31。可从 JT-NM.org 下载完整报告:
https://jt-nm.org/jt-nm_tested/index.shtml
  .



借助 Rivermax SDK 构建任意数据流解决方案。

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