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云游戏,光有5G就够了吗?软硬件结合,全力推动云游戏

2020-11-27 18:29 次阅读

玩家小郭在20多年前有过这么一次游戏体验。

“当时电视上有那种点播台,打电话过去就可以用座机控制游戏,话费结算游戏费用,0-9的数字键操作,我记得当时摁一下要五到六秒才能在屏幕上看到反馈。”

虽然形式原始,但是已经反映了当今云游戏的优点和痛点:一方面云游戏摆脱了硬件的束缚,为家里玩不到的孩子提供了一种解决方案;另一方面,游戏过程往往要顶着极高的延迟,体验难言优秀。

在此之后20年,几乎每隔一段时间云游戏就会被提起,虽不乏有亮眼产品推出,但并没有提供足够优质的体验。

随着近两年5G普及的加速,新一代通讯技术带来的更大带宽、更低时延等技术的进步,很大程度满足了云游戏产品天然的高标准,提升用户体验的同时带来了更可控的成本。一个肉眼可见的趋势是,越来越多主流厂商开始布局云游戏,也依托协会联盟等形式,整合上下游产业链,应对5G带来的机遇和变化。2019年末,斗鱼直播与腾讯、华为等28家领军企业,成为“5G云游戏产业联盟”的首批会员单位。半年后chinajoy的第一天,完美世界、西山居、盛趣游戏等厂商也聚在一起,成立了“全球云游戏产业联盟”。

在这样的的背景下,靠谱的云游戏,离我们还远吗?

云游戏,光有5G就够了吗?

腾讯先游云游戏助理总经理方亮表示,在过去十年中,云游戏一直处于从“第一阶段”到“第二阶段”的过渡状态:

第一个阶段是游戏可以在云上运行;第二个阶段是降低成本的同时提升用户体验,使玩家获得接近本地游戏的体验;第三个阶段是基于云的特性,进行一些原生云游戏玩法的开发。腾讯先游云游戏也正在处于转向阶段二的发展中,腾讯先游app可以支持多端游戏的云化,达到部分设备的本地游戏体验感,但原生云游戏还在开发之中。

作为公认最早的成熟云游戏产品,Onlive在被推出之时就拉来了EA、育碧、Take-Two、华纳等游戏厂商的内容支持,而能够运行《孤岛危机》等3A大作无疑使它成为了当年展会最大的亮点。作为一项完全陌生的技术,云游戏之所以会被大众期待,主要是它能解决三方面问题:

游戏无需占用本地空间,即点即玩;

对于性能要求高的游戏来说,无需购买专用游戏设备,硬件门槛低;

云端算力远远大于用户客户端,所以有机会提供更好的画面与体验。

然而先进的理念并没有为云游戏带来大范围的普及,一方面在于,当时的美国全国平均家庭带宽只有9.54Mbps,带宽限制使用户很难接收到足够清晰的画面。

而另一方面,当年云游戏实现方式更加原始,原理是在Windows上进行HookDirectX的视频输出,不仅带来了更高的延迟,且每个实例只能对应一个用户,相当于每个用户在云端都有一台对应的电脑,成本极高。

正是带宽和成本这两座大山,成为了过去十年限制云游戏发展的最大瓶颈。

如果说网络传输带宽依赖的是基础建设,需要顺应通信技术发展的进程。那么“用户体验”与“运营成本”之间的平衡,则是是难以调和的矛盾。玩家追求良好的画面与低延迟,但越是好画面低延迟,就越会带来高昂的算力与带宽成本;反过来控制成本,则会造成用户体验的下降。

这也是为什么在5G加速普及时,各路厂商纷纷入局的原因。5G所具备的低时延与高带宽特性,可以带来更好的游戏体验,减少平台成本;而移动特性也推动了游戏场景的释放,带来的是消费者使用频率的提升和云游戏的进一步普及。

但光有5G还不够,如前文所述,用户体验与运营效率成本之间的平衡,依然是云游戏平台需要解决的问题。根据中国信通院发布的《2019年云游戏产业发展白皮书》显示:“目前云服务的主要成本包括服务器、IDC和带宽(5G)三方面,而IDC和带宽成本基本透明。”

这就意味着,在大家IDC和带宽成本都一样的情况下,能用更少的设备覆盖更多的消费者,并提供更好体验的服务器和游戏平台,才能赢得更多的玩家,并为行业带来更加快速的普及。

靠谱的服务器,难在哪?

“云游戏在技术上的需求主要是虚拟化,包括内核的升级以及服务器软硬件优化,以及音视频的解码、渲染的能力。”方亮这样概括云游戏的技术痛点。

换句话说,对云游戏服务费而言,这两方面的能力最为重要:

第一,在性能足够优秀的同时,能用更低的成本、更低的功耗为更多玩家提供服务,才能有效降低部署成本,并让更多用户获得良好体验的同时接触到云游戏;

第二个问题则更加隐蔽,也常被忽视:云游戏对算力的需求不仅仅停留在游戏画面上。音视频需要经过编码之后传输给消费者,编码能力决定了编码延迟和画面效果。在游戏画质越来越好的今天,芯片的视频编码能力愈加重要。

这里的编码能力,与我们熟悉的视频直播有很大的区别:直播是一对多的分发方式,即经过一次编码之后,再分别把画面分发给观众。而云游戏中,每个玩家都有不同的画面,这大大增加了GPU的编码压力;

图源:视觉中国

另一方面,云游戏的延迟标准要远远高于直播:当玩家看到画面之后,会立刻操作控制器做出指示,而这指示会在传送到云端之后形成新的画面传送给玩家,这个过程往往是毫秒级别,远超直播标准。

因此想要实现更好的云游戏质量,除了要能够在更低成本下为尽可能多的玩家提供服务外,又要具备良好的编码能力,以保证游戏体验。如果编码性能不佳,长时间编码会形成更高的延迟,在画面效果受影响的同时,还会浪费带宽。

面对这样的高要求,腾讯先游平台做出过各种尝试。而最近一次明显的性能与效果提升,来自他们使用的英特尔SG1处理器。帮助平台灵活多样的视频编码能力,并在此之上构建了高密度、低延迟、低功耗、低成本的解决方案。

在这背后,英特尔作为硬件及方案的提供方,正给云游戏行业带来更多的改变。

软硬件结合,全力推动云游戏

11月9日,英特尔公布了自己首款数据中心图形卡“SG1”,这也是他们时隔20年再次推出的独立GPU产品。这次“回归”相当有针对性:以云游戏为首的,需要高密度媒体转码、编码的应用场景。

英特尔数据中心副总裁Lynn强调了SG1在两个应用场景的优势:“Android在球游戏开发生态系统中占据了74%的全市场份额,基于Android的云游戏同样有很高的增长空间;另一边,是高密度的媒体转码和媒体编码。想象一下有人拍了很多流行舞蹈的视频,当这些视频像病毒一样传播开来,就会有数百万人想要做同样的视频。而这就是高密度媒体转码优势的最大体现。”

作为最早使用这款产品的厂商,腾讯先游助理总经理方亮表示:“在每个SG1上,可以同时运行50个如《王者荣耀》这样的游戏实例。而在此之外有一个优势,SG1是可以做到渲染和编码一起运行,这一架构会使服务器得到比较高的效率。”

基于这样服务器端的进化,腾讯先游一方面得以为玩家提供更好的视觉效果,另一方面也可以通过从软件和硬件整体的优化去解决成本的问题:

首先,单位硬件支持更多的用户,可以有效运行提升效率。一个典型双卡系统支持超过100个安卓云游戏并发用户,最高可扩展至160个并发用户。

其次,良好的视频流编码性能,减少时延的同时,更大的并发流量意味着更少的运营成本,以及用户端更清晰的画面。

第三,开放。良好的开源软件支持,可以大幅节省研发成本与时间。

Intel的支持不仅仅来自硬件:在发布GPU产品的同时,oneAPIGold工具包将于今年12月上线。这是一个为实现统一、简化的跨架构编程模型所提出的愿景:对性能不妥协的同时,不需要再受限于单一厂商专用的代码。开发者可以针对特定问题选择最佳架构,而且无需为此一个架构和平台再重写软件。

图源:Intel官方

这套API的优势在于:它不仅是对intel自家芯片的适配,更是横跨整个行业的完整方案。英特尔数据中心XPU产品和解决方案副总裁JeffMcVeigh说:“甚至当没有英特尔芯片安装在系统中时,oneAPI也可以为其提供支持。这是一个开放的行业规范,任何人都可以运用,实际上它已经被带到NvidiaGPU上。而另一方面,我们和海德堡大学成立了一个机构,他们正在为AMD的GPU提供更多的支持。”

从结果来看,正如云游戏降低玩家游戏门槛一样,英特尔的产品同样降低了云平台的技术门槛。在此之前,腾讯先游已经运营了一年时间。在SG1发布之后,他们第一时间测试了这款GPU产品的性能,综合来看,相比之前的解决方案有着更好的性价比。

云游戏的普及一定会伴随着平台、服务器规模的提升,只有这样才会让大众真正享受到不受限制的游戏体验。英特尔与腾讯先游的合作,只是一个代表性的应用案例。无论是SG1方案,还是oneAPI工具包的推出,都或许标志着英特尔已经为云游戏走近千万玩家,补上了那最后一块拼图。

责任编辑:PSY

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