告别卡顿与花屏：山石网科ASIC防火墙，为超高清传输保驾护航

【山石说ASIC】•第15篇

超高清视频传输的“隐形挑战”

随着4K、8K等超高清（UHD，Ultra High Definition）技术的规模化普及，用户能够获取更清晰的视觉体验：8K电影的每一个细节、4K体育赛事直播的每一个精彩瞬间，这些都依赖于海量数据的传输。UHD超高清传输不仅需要高分辨率，更对网络带宽、处理性能和低时延提出了严苛要求。从广电传媒的赛事转播，到安防监控的AI超高清视频采集，再到在线教育的8K直播，这些场景都面临一个共同挑战：如何在保障海量数据流畅传输的同时，确保微秒级无卡顿。

性能与安全“两难”，导致4K/8K视频体验下降

面对UHD超高清传输的严苛要求，传统的防火墙架构显得力不从心，常常陷入“性能与安全”难以兼顾的两难境地。

架构瓶颈：软件处理难承超高清流量洪峰

传统x86/通用CPU防火墙采用串行指令集架构，单核处理能力较低且存在上下文切换开销。当处理4K/8K视频流时，安全防护与数据转发功能相互竞争系统资源，导致“保安全则降速，保速度则弃防”，具体表现为视频播放卡顿、音频与视频不同步等技术问题。

时延失控：处理时延超出容忍范围

传统防火墙依赖操作系统协议栈与多层软件处理（含数据包捕获、策略匹配、内容检测、加解密等），每个处理环节都会增加时间延迟。叠加网络传输后总延迟通常超过超高清应用容忍阈值，导致影音不同步、花屏、拖影，在多路视频并发传输的场景下问题更为显著。

吞吐受限：CPU瓶颈难撑高密数据流

4K视频平均带宽18-24Mbps，8K高达135-300Mbps。多路并发时（如数十路8K摄像头），传统防火墙因CPU计算资源饱和与内存带宽限制，无法处理高密度数据流，导致卡顿、缓冲频繁、画质降级，在高并发且要求低时延的应用场景中这些问题尤为突出。

为超高清视频传输提供性能与安全平衡方案

山石网科基于ASIC架构的防火墙产品为超高清（UHD）视频传输提供了有效的技术解决方案，在保障安全功能的同时提升了网络传输性能。

硬件级高带宽处理能力

该防火墙采用自主研发的ASIC安全专用芯片，配备并行流水线处理机制和专用硬件转发引擎，单芯片最大处理能力达到80Gbps，可支持数十路4K/8K视频流的并发传输。其线速转发能力确保数据能够高效处理，避免传统设备常见的带宽限制问题，实现数据处理的有序性。

低时延传输特性

通过硬件级流量直通技术和定制化的数据平面架构设计，ASIC防火墙将传统软件处理流程中的时延显著降低至4.8微秒以下，满足超高清应用20毫秒的时延要求。智能路径优化功能可根据网络状况动态调整数据转发策略，有助于维持音视频传输的同步性，改善多路视频并发时的传输质量。

安全防护与传输性能的平衡

山石网科ASIC防火墙在提供完整安全防护功能的同时，保持了数据传输的稳定性。专用安全芯片的硬件加速特性使安全防护与高速数据转发能够并行执行，互不干扰。这种设计使用户在保障网络安全的前提下，能够获得更可靠的传输性能，满足超高清视频应用的传输要求。

为深入验证山石网科ASIC防火墙在超高清视频传输场景中的实际效能，我们在西部某“双一流”、“211工程”高校的视频大流量环境中开展了专项测试，该产品在测试中展现出卓越性能。该高校作为国家“双一流”与“211工程”重点建设院校，随着“智慧校园”建设的持续推进，线上教学、视频会议等大流量业务对网络性能与安全提出了更高标准的要求。2025年9月，山石网科在其核心网络多媒体流量边界出口处部署了ASIC防火墙（并启用全功能防护）。客户测试环境如下：

测试显示：在保障视频流及业务流量深度检测的同时，专用ASIC芯片实现性能突破——防火墙CPU利用率从11%降至0.5%（降幅95%），有效支撑关键业务“零卡顿、永不断”。设备稳定运行近2个月，验证了其在高校视频大流量场景中的可靠表现。

超高清视频传输的可靠安全保障

山石网科ASIC防火墙通过独创的ASIC硬件架构，从根本上重构了超高清视频传输的性能逻辑，确保海量视频数据零丢包、零卡顿、零延迟传输；其安全与体验双优设计，实现性能与安全的完美平衡，在广电传媒、安防监控、文旅教育等UHD超高清传输场景中具有实际应用价值。这不仅是一款防火墙，更是超高清视频传输的“安全加速引擎”，为各行业用户的视觉体验提供坚实保障。

山石网科是中国网络安全行业的技术创新领导厂商，由一批知名网络安全技术骨干于2007年创立，并以首批网络安全企业的身份，于2019年9月登陆科创板（股票简称：山石网科，股票代码：688030）。

现阶段，山石网科掌握30项自主研发核心技术，申请560多项国内外专利。山石网科于2019年起，积极布局信创领域，致力于推动国内信息技术创新，并于2021年正式启动安全芯片战略。2023年进行自研ASIC安全芯片的技术研发，旨在通过自主创新，为用户提供更高效、更安全的网络安全保障。目前，山石网科已形成了具备“全息、量化、智能、协同”四大技术特点的涉及基础设施安全、云安全、数据安全、应用安全、安全运营、工业互联网安全、信息技术应用创新、AI安全、安全服务、安全教育等10大类产品及服务，50余个行业和场景的完整解决方案。