지난 5월, MSU 리포트에서 블루닷의 AV1 코덱이 좋은 성과를 거두었습니다. 블루닷은 FPGA 기반으로 한 고성능 AV1 코덱을 출품했고, 4위로 선정된 인텔과 19%라는 엄청난 성능 차이를 보이며 세계 3위로 선정된 것인데요. 작은 국내 기술 회사가 국내에서 유일하게 Top10에 진입하고, 인텔과 엔비디아 같은 빅테크 기업보다 높은 순위를 기록할 수 있었던 비결은 무엇일까요?

MSU 리포트는?

MSU 리포트는 모스코 주립 대학에서 동영상 코덱의 성능과 품질을 평가하는 독립적 평가 기관으로, 동영상 코덱 및 영상 처리 기술 평가 분야에서 높은 권위를 지니고 있습니다. MSU 리포트에는 코덱 평가에 참여한 각 코덱 개발사들의 테스트 결과와 벤치마크 결과가 포함되어 있으며, 각 코덱들의 성능과 품직을 비교 분석하기 위한 정보를 제공합니다.

블루닷은 MSU에서 주관하는 동영상 코덱 평가 프로그램 중 ‘Hardware Encoder’ 부문에 참가하였으며 블루닷의 AV1 코덱을 비롯해 ‘x265’, ‘Intel’, ‘NVIDIA’, ‘AMD’, ‘Tencent’, ‘ByteDance’ 등 글로벌 회사들의 HEVC와 AV1을 포함해 총 14개의 코덱 제품들이 평가 받았고, 블루닷은 우수한 기술력을 앞세워 쟁쟁한 경쟁자들 사이에서 무려 3위라는 높은 성과를 거둘 수 있었습니다.

블루닷이 출품한 ‘Pulsar-AV1’

블루닷의 ‘Pulsar-AV1’은 AOMedia(Alliance for Open Media)에서 개발한 고효율 동영상 코덱 ’AV1’을 기반으로 개발한 하드웨어 인코더입니다.

AV1은 2018년 공개 이후 크롬, 파이어폭스를 비롯해 사파리까지 지원하겠다고 발표하며 빠른 속도로 상용화 되고 있습니다. 기존 h.264보다 압축 효율이 2배가량 뛰어나고, 품질이 좋을 뿐 만 아니라 HEVC, VV1 등 다른 개방형 표준을 따르고 있어 라이선스 비용이 없다는 장점까지 갖추고 있어 많은 사람들이 AV1 코덱을 ‘차세대 코덱’이라고 부르며 수용하고 있죠. 하지만 AV1은 인코딩 속도가 느려 컴퓨팅 비용이 많이 필요하며, 사용자 단말기에서는 현재까지 소프트웨어 AV1 디코더에 의존하고 있다는 단점이 존재합니다. 코덱 전문가들은 이러한 단점을 인지하고, 보완하고자 하드웨어 기반의 AV1 인코더 및 디코더 칩을 출시하는 등 AV1 코덱의 개선과 빠른 보급을 위해 다방면으로 연구를 진행하고 있습니다.

블루닷의 ‘Pulsar-AV1’이 인텔, 엔비디아를 제치고 3위를 할 수 있었던 이유

MSU는 특정 영상을 기준으로 출품한 코덱을 적용해 영상의 품질을 평가합니다. 영상은 시간적 공간적 복잡도를 고려해 선정하며, 영상의 품질은 동일 비트레이트 대비 화질이 어느 정도인지 평가하고 인코딩 속도를 측정하는데요, 화질 평가 지표로는 PSNR, SSIM, 그리고 VMAF를 사용했으며 이를 기준으로 BDRate를 계산해 최종 평가를 받습니다.

블루닷의 ‘Pulsar-AV1’은 FPGA를 타겟으로 설계한 하드웨어 기반의 인코더입니다. 1080p60 영상을 기준으로 했을 때 실시간 이상의 영상 처리가 가능하며, ‘x265 slow preset’ 수준의 화질을 보장합니다. 또한 다양한 GOP Structure, RateControl Mode, 그리고 저지연 인코딩 기능을 지원하고 있기 때문에 동영상 스트리밍 플랫폼은 물론, 라이브 방송에도 사용할 수 있습니다. 초기 AV1 코덱 연구를 시작으로, 레퍼런스 설계, 화질 평가, 알고리즘 고도화, 그리고 하드웨어 모델 설계 및 최적화 작업 등 약 3년의 개발 기간에 걸쳐 탄생한 블루닷의 ‘Pulsar-AV1’은 빠른 인코딩 속도와 더불어 높은 성능을 구현하기 위해 FPGA를 선택했습니다. 우수한 성능의 코덱을 개발하고, 이를 반도체에 올려 가속화하기 위해 소프트웨어, 하드웨어 엔지니어와 긴밀한 협력을 유지했으며, 그 결과 MSU 리포트 3위에 선정되는 High-Performance AV1 인코더를 개발할 수 있었습니다.

블루닷의 다음 선택, ‘데이터센터용 트랜스코딩 칩’.

블루닷이 하드웨어 AV1 인코더를 개발할 때 ‘FPGA’를 선택한 이유는 Programmable(프로그래머블, 용도에 따라 얼마든지 프로그래밍이 가능함)하고 네트워크 비용을 해결할 수 있는 빠른 속도를 구현할 수 있다는 특징 때문이었는데요. 물론 더없이 좋은 성과를 거두었지만 블루닷은 FPGA보다 더 뛰어난 성능을 구현하는 코덱을 개발하기로 결정했습니다. ‘ASIC’은 FPGA보다 기능의 목적성이 분명해 더 높은 처리 속도를 구현합니다. 따라서 ASIC향 코덱 IP를 개발할 경우 더욱 빠르게 목표 해상도를 처리할 수 있다는 장점이 있어 효율을 극대화 할 수 있는데요. 특히 블루닷의 ASIC향 코덱 IP는 데이터센터용으로 개발을 진행 할 예정이며, 각기 다른 포맷의 동영상을 압축 효율이 높은 코덱(H.264, H.265, AV1)으로 변환하는 ‘트랜스코딩’에 최적화 되어 있어 급격히 증가하고 있는 막대한 양의 동영상 데이터를 주어진 네트워크 환경에서 안정적으로 제공할 수 있게 됩니다.

모든 기술에는 단점이 존재하고 전문가는 단점을 보완할 수 있는 방법을 연구하며 더 나은 기술을 개발합니다. 그리고 블루닷의 ‘Pulsar-AV1’ 역시 단점이 존재했으며, 블루닷은 이를 보완하기 위해 새로운 기술을 연구하기 시작했습니다. 끊임없이 증가하고 있는 동영상 트래픽, 블루닷은 네트워크 비용을 절감하고 주어진 네트워크 환경을 효율적으로 활용할 수 있도록 계속해서 도전 할 것입니다.