AT&T i Verizon pokazują nowe podejście do strumieniowego przesyłania gier przez 5G: GTC 2019

Przed premierą Sieci 5G w tym roku szum wokół prędkość jest wyczuwalna. To jednak coś więcej niż tylko prędkość dla samej prędkości. Szybsze sieci mogą zmienić rzeczywiste doświadczenia użytkowników, a wczesne testy wykazały, że cały film 4K można pobrać w zaledwie osiem sekund. Ponieważ z niecierpliwością czekamy na większe prędkości i większą przepustowość, zabójczą cechą 5G są niskie opóźnienia. Operatorzy komórkowi badają sposoby wykorzystania małych opóźnień w celu zapewnienia wyższej jakości treści na urządzenia mobilne, począwszy od strumieniowanie gier do mobilnych doświadczeń mieszanej rzeczywistości, a nawet zdalnych operacji.

Niskie opóźnienia nie tylko zmniejszają opóźnienia i opóźnienia, które mogą zepsuć rozgrywkę, ale tę funkcję można wykorzystać do zapewnienia większej mocy urządzeniom z ograniczonym sprzętem. Jak? Poruszając się coraz bardziej Moc procesora graficznego do chmury.

Nowe podejście do renderowania za pomocą podejścia hybrydowego

„Wiemy, że nie możemy wykonać 100 procent renderowania na urządzeniach tylko dlatego, że nie mamy wystarczającej liczby baterii, aby to obsłużyć, a jeśli gdybyśmy tak zrobili, stopilibyśmy urządzenie – po prostu nie jesteśmy w stanie wytworzyć tak dużej ilości ciepła” – dr Morgan McGuire, pracownik naukowy w firmie Nvidia, wyjaśnione. „Od jakiegoś czasu wiemy, że rozwiązaniem musi być streaming w chmurze”.

Ale przesyłanie strumieniowe A 4K lub 8K, zwłaszcza przy dużej liczbie klatek na sekundę, jest intensywne w przypadku każdej sieci, nie mówiąc już o a sieci komórkowej, dlatego przewoźnicy opracowują nowe podejście do obsługi wciągających i interaktywnych doświadczenie. „Nie możemy o tym myśleć tak, jak kiedyś – opóźnienie 100 ms w przypadku mediów pasywnych, a teraz zmniejszamy je do 10 lub 1 ms, i tego właśnie potrzebujemy do [gier i rzeczywistości wirtualnej]” – Alisha Seam, główna badaczka w laboratorium Foundry firmy AT&T w Palo Alto, Kalifornia. „To naprawdę nie jest takie proste”.

W zależności od badań i sieci ogólnie przyjęte wartości opóźnień w przypadku strumieniowego przesyłania gier wahają się od kilku milisekund do około 20 ms.

Jedno z podejść, które AT&T i Verizon badają w przypadku gier, polega na przyjęciu podejścia hybrydowego i podziale obowiązków związanych z renderowaniem pomiędzy chmurę i urządzenie. Zasadniczo renderowanie hybrydowe opiera się na wirtualnym komputer do gier w chmurze brzegowej, aby wykonać większość ciężkich prac, a na urządzeniu klienckim wykonać część dekodowania renderowanych obrazów. Jest to technika, z której korzysta Nvidia platformę do strumieniowego przesyłania gier GeForce Now, która daje lekkim urządzeniom komputerowym dostęp do grafiki GeForce zlokalizowanej w chmurze brzegowej.

„Istnieją różne podejścia, dzięki którym możesz uruchomić wszystko jako usługę internetową lub wirtualizować wszystko jako maszynę wirtualną, na którą wysyłasz swoje wejścia są zwiększane, a wideo przesyłane strumieniowo w dół lub w końcu posiadanie stosu hybrydowego, w którym oddzielasz pętle renderowania i widzisz, co możesz faktycznie kompensowane” – powiedziała Raheel Khalid, główny inżynier w laboratorium rzeczywistości wirtualnej Verizon, a każde rozwiązanie ma swoje zalety i zalety Cons.

Ale kiedy przesyłasz strumieniowo gry, będziesz musiał ocenić pozytywne doświadczenia, korzystając z nowych wskaźników. Pasywne strumienie wideo były w porządku przy opóźnieniu 100 ms. Jednak w przypadku rzeczywistości wirtualnej i gier serwer nie tylko przesyła zawartość do oczu, lecz także stale wysyła dane wejściowe do serwera w oparciu o swój ruch w grze. Następnie serwer musi wyrenderować nowe wideo i wysłać je z powrotem do urządzenia w celu zdekodowania i wyświetlenia. Opóźnienie musi zostać jeszcze bardziej zmniejszone.

„Czynnikiem decydującym o doświadczeniu użytkownika jest szybkość reakcji, a my walczymy z przedsionkowym odruchem ocznym – korelacją pomiędzy co widzą twoje oczy i gdzie umieszcza cię ucho wewnętrzne, gdy odwracasz głowę – a to trwa około 7 ms” – Seam wyjaśnił w VR doświadczenie.

„Najbardziej interesuje nas wskaźnik ruchu do fotonu, mierzony za pomocą pakietów ze znacznikiem czasu” – kontynuował Seam. „Mierzymy, na jakie wejście odpowiada serwer, więc użytkownik trafi na wejście. Wyślemy ten pakiet na serwer ze stemplem użytkownika, wyrenderujemy coś z tymi danymi wejściowymi i odeślemy. Zasadniczo możemy zmierzyć czas między wykonaniem tego ruchu przez użytkownika, tym, co renderujemy, a tym, co faktycznie wyświetla się użytkownikom”.

AT&T przewiduje, że strumieniowanie gier będzie w dużej mierze opierać się na dzielonym renderowaniu, podczas którego serwery będą renderować sceny i Podnoszenie ciężarów na urządzeniach klienckich zostanie wykorzystane do opracowania inteligentnych technologii, które poprawią wrażenia z gry. Seam przewiduje, że urządzenia klienckie będą mogły wypełnić luki za pomocą takich sztuczek, jak wykorzystanie technologii VR. „Nie chcemy, aby strona klienta była zajęta próbami nadrabiania zaległości w sieci, więc im lepiej będziemy w stanie powiązać wydajność sieci z wydajności warstwy oprogramowania tych aplikacji, tym bardziej będziemy mogli pozwolić im robić to, co powinni, a nie ograniczać się tylko do obejść sieciowych” powiedziała.

Różni się to od historycznego związku gier w chmurze z siecią. W przeszłości platformy gier w chmurze próbowały kompensować nieprzewidywalność sieci, wysyłając ogromne ilości danych w nadziei, że część z nich dotrze. Kiedy pakiety docierają, wiele z nich jest opóźnionych lub niesprawnych, co powoduje obciążenie urządzenia klienckiego koniecznością dekodowania i zmiany kolejności tych pakietów w sposób terminowy i uporządkowany.

„Sama liczba opóźnień jest ważna, ale jeszcze ważniejszy jest rozkład tego opóźnienia i to jest coś, czym naprawdę możemy się zająć 5G i krawędź” – kontynuowała, zauważając, że drgania, czyli zmienność opóźnienia, odgrywają znaczącą rolę w wydajności przesyłania strumieniowego.

Model wtyczki Verizon

Hybrydowe podejście Verizon opiera się w dużej mierze na aplikacjach, a operator współpracował z Unreal Engine nad stworzeniem wtyczki opartej na urządzeniach brzegowych, która umożliwi dzielenie strumieni.

„Kiedy mamy ekosystem z bardzo złożonymi grami, które mają duży potencjał renderowania, które wymagają wiele pracy w krótkim czasie i trzeba także utrzymać 60 lub Częstotliwość odświeżania 120 Hz na Twoim urządzeniu, przy którym odbierane są dane wejściowe i nigdy nie występują drgania ani opóźnienia — przyglądamy się, jak oddzielić te dwie rzeczy, i zaczęliśmy budować nowy paradygmat dla silników gier, w którym możesz wykonać określone kroki renderowania i wypchnąć je na brzeg lub do chmury, a następnie oddzielić je od pętli wejściowych, które masz na swoim urządzeniu” – Khaleed powiedział.

„I na tym głównie się skupiamy – na przyszłości głównego stosu renderującego i na tym, jak zamierzamy to osiągnąć” – kontynuował Khaleed. „Jak zamierzasz oddzielić dane wejściowe i aktualizację ramki od rzeczy, których potrzebujesz? Kiedy już zbudowaliśmy tę wtyczkę Unreal Engine i sprawdziliśmy, jak budować podzielone stosy renderowania, Ustaliliśmy, co weźmiesz i przesuniesz na krawędź i co możesz przenieść w górę Chmura."

Niezależnie od podejścia zarówno Seam, jak i Khaleed zgadzają się, że utrata klatek na sekundę jest głównym czynnikiem zapewniającym pomyślne przesyłanie strumieniowe gier. Graczy może nie obchodzić, czy pewne efekty – takie jak oświetlenie czy cienie – mogą być opóźnione o klatkę lub dwie. To, co wpływa na wrażenia użytkownika, to opóźnienia wejściowe i utrata klatek.

„Hardcore’owi gracze o to dbają. Jeśli utracisz ramkę, będzie to koniec tej usługi. Nigdy nie wrócisz, a dlaczego miałbyś to zrobić? To zbyt duży wpływ” – powiedział Khaleed. „Zwykły gracz może być akceptowalny i tolerancyjny, ale ostatecznie zbudowaliśmy świętego Graala: Jak oddzielić pętlę aktualizacji gry i aktualizację bufora gry od najbardziej obciążających obliczeń operacji.”

Ekonomika 5G

Ponieważ interaktywne przesyłanie strumieniowe, podobnie jak gry, jest bardziej złożone w realizacji, operatorzy spodziewają się pobierać dodatkową opłatę od graczy, którzy wymagają bardziej stabilnej pracy w sieci 5G.

„To o wiele bardziej skomplikowane, ponieważ nie można zrobić czegoś tak prostego, jak pobieranie progresywne” – powiedział John Benko, badacz w laboratorium Orange w Dolinie Krzemowej. „Ponieważ mówimy o rzeczywistym przesyłaniu 10, 50, 100, 200 Mb/s przez kanał bezprzewodowy, nie będzie to coś, co każdy może zrobić i oczekiwać, że zapłaci dokładnie tę samą cenę, jaką płaci obecnie za przesyłanie strumieniowe z szybkością 2 Mb/s sygnał. Trzeba więc uważnie przyjrzeć się ekonomii, aby zobaczyć, jak możemy urzeczywistnić ją dla ludzi, którzy tego chcą”.

Benko wyjaśnił, że jedną z zalet korzystania z sieci 5G jest to, że operatorzy mogą tworzyć wycinki sieci do konkretnych zastosowań, oferując większą niezawodność i stabilność klientom, którzy są skłonni zapłacić więcej.

Zwykły ruch z telefonu komórkowego może zostać pozbawiony priorytetu na przykład ze względu na zatory, ale jeśli Twoje urządzenie klienckie tak sieci przeznaczone do gier lub rzeczywistości wirtualnej mogą oferować gwarantowane wrażenia z obiecującym zakresem opóźnień do tego zastosowania. Oprócz gier aplikacje o znaczeniu krytycznym, takie jak zdalna chirurgia, można przypisać do jeszcze wyższego poziomu priorytetu, aby uniknąć potencjalnych przerw w sieci, które mogą zagrozić aplikacji.

Chociaż 5G obiecuje dostarczyć jest przeznaczony do gier i innych zastosowań, koszt pozostaje głównym czynnikiem wpływającym na mobilne wykorzystanie strumieniowego przesyłania gier.

Zalecenia redaktorów

• CES 2023: Razer Edge 5G to imponujący (i wprowadzony w błąd) handheld do gier
• Tencent i Logitech tworzą przenośne urządzenie do gier w chmurze
• Duzi gracze 5G formułują odważne i ekscytujące prognozy na rok 2022
• Lenovo i AT&T łączą siły w zakresie nowych laptopów 5G w cenach już od 420 USD
• Teraz Apple nie ma już wymówki, aby trzymać 5G poza MacBookiem