Antes do lançamento de Redes 5G este ano, o burburinho ao redor a velocidade é palpável. No entanto, é mais do que apenas velocidade pela velocidade. Redes mais rápidas podem transformar as experiências reais dos usuários, com testes iniciais mostrando que um filme inteiro em 4K pode ser baixado em apenas oito segundos. Enquanto esperamos ansiosamente por velocidades mais rápidas e mais largura de banda, o recurso matador do 5G é a baixa latência. As operadoras móveis estão explorando maneiras de aproveitar a baixa latência para trazer conteúdo de maior fidelidade para dispositivos móveis, desde streaming de jogos a experiências móveis de realidade mista e até mesmo cirurgias remotas.
Conteúdo
- Repensando a renderização com uma abordagem híbrida
- Modelo de plug-in da Verizon
- A economia do 5G
A baixa latência não apenas reduz os atrasos e atrasos que podem arruinar os jogos, mas o recurso pode ser usado para levar mais potência a dispositivos com hardware limitado. Como? Ao mover mais e mais disso Potência da GPU para a nuvem.
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Repensando a renderização com uma abordagem híbrida
“Sabemos que não podemos fazer 100% da renderização nos dispositivos simplesmente porque não temos baterias suficientes para suportá-lo, e se fizéssemos, derreteríamos o dispositivo – simplesmente não podemos produzir tanto calor”, disse o Dr. Morgan McGuire, cientista pesquisador da Nvidia. explicou. “Já sabemos há algum tempo que o streaming na nuvem deve ser a resposta.”
Mas transmitir um 4K ou experiência de jogo em 8K, especialmente com altas taxas de quadros, é intensiva para qualquer rede, muito menos para um rede móvel, por isso as operadoras estão desenvolvendo novas abordagens para lidar com experiências. “Não podemos simplesmente pensar como costumávamos fazer: latência de 100 ms para mídia passiva e agora estamos reduzindo para 10 ms ou 1 ms, e é isso que precisamos para [jogos e VR]”, Alisha Seam, pesquisadora principal do laboratório Foundry da AT&T em Palo Alto, Califórnia. “Realmente não é tão simples.”
Dependendo da pesquisa e da rede, os valores de latência geralmente aceitos para streaming de jogos variam entre vários milissegundos e aproximadamente 20 ms.
Uma abordagem que a AT&T e a Verizon estão explorando para jogos é adotar uma abordagem híbrida e dividir as tarefas de renderização entre a nuvem e o dispositivo. Essencialmente, a renderização híbrida depende de um ambiente virtual PC para jogos na nuvem de borda para fazer a maior parte do trabalho pesado e no dispositivo cliente para fazer parte da decodificação das imagens renderizadas. É uma técnica que a Nvidia está usando para sua plataforma de streaming de jogos GeForce Now, que dá aos dispositivos de computação leves acesso aos gráficos GeForce localizados na nuvem de ponta.
“Existem diferentes abordagens onde você pode lançar tudo como um serviço web ou virtualizar tudo como uma VM para onde você envia seu entradas para cima e seu vídeo para baixo ou, finalmente, ter uma pilha híbrida onde você desacopla os loops de renderização e vê o que pode realmente compensado”, disse Raheel Khalid, engenheiro-chefe do laboratório de realidade virtual da Verizon, com cada solução tendo seus próprios prós e contras.
Mas ao transmitir jogos, você terá que avaliar experiências bem-sucedidas usando novas métricas. Os streams de vídeo passivos funcionaram bem com latência de 100 ms. Mas para VR e jogos, o servidor não está apenas enviando conteúdo aos seus olhos, você está constantemente enviando informações ao servidor com base em seus movimentos no jogo. O servidor então precisa renderizar o novo vídeo e enviá-lo de volta ao dispositivo para ser decodificado e exibido. A latência deve ser ainda mais reduzida.
“O grande fator determinante para a experiência do usuário é a capacidade de resposta, e estamos lutando contra o reflexo vestibular ocular – a correlação entre o que seus olhos veem e onde seu ouvido interno o coloca quando você vira a cabeça – e isso é da ordem de 7ms”, explicou Seam com VR experiências.
“A métrica que mais nos interessa é a latência do movimento até o fóton, que é medida por pacotes com carimbo de data e hora”, continuou Seam. “Medimos a qual entrada o servidor está respondendo, para que o usuário acerte uma entrada. Enviaremos esse pacote para o servidor com um carimbo do usuário, renderizaremos algo com essa entrada e enviaremos de volta. E podemos basicamente medir o tempo entre o usuário fazer aquele movimento, o que estamos renderizando e o que realmente é exibido aos usuários.”
A AT&T prevê que o streaming de jogos dependerá em grande parte da renderização dividida, onde os servidores renderizarão cenas e o trabalho pesado nos dispositivos clientes será usado para tecnologias inteligentes que melhoram a experiência de jogo. Seam prevê que os dispositivos clientes podem preencher as lacunas com truques como a tecnologia fomentadora para VR. “Não queremos que o lado do cliente seja consumido tentando compensar a rede, então quanto mais conseguirmos acoplar o desempenho da rede com o desempenho da camada de software desses aplicativos, mais seremos capazes de deixá-los fazer o que deveriam e não permitir que sejam apenas soluções alternativas de rede”, ela disse.
Isso é diferente da relação histórica que os jogos em nuvem tiveram com a rede. No passado, as plataformas de jogos em nuvem tentavam compensar a imprevisibilidade de uma rede enviando grandes quantidades de dados na esperança de que alguns desses pacotes de dados chegassem. Quando chegam, muitos desses pacotes estão atrasados ou fora de serviço, sobrecarregando o dispositivo cliente para decodificar e reorganizar esses pacotes de maneira oportuna e ordenada.
“O número de latência em si é importante, mas ainda mais é a distribuição dessa latência, e isso é algo que podemos realmente abordar. 5G e vantagem”, ela continuou, observando que o jitter, ou a variabilidade da latência, desempenha um papel significativo no desempenho do streaming.
Modelo de plug-in da Verizon
A abordagem híbrida da Verizon é amplamente baseada em aplicativos, e a operadora trabalhou com o Unreal Engine para criar um plug-in baseado em borda que permitirá fluxos divididos.
“Quando temos esse ecossistema com jogos muito complexos — que têm muito potencial de renderização, que precisam ser feitos em pouco tempo e você também precisa manter 60 ou mais Taxa de atualização de 120 Hz no seu dispositivo onde você recebe suas entradas e nunca apresenta jitter ou lag - vemos como você dissocia essas duas coisas e o que começamos a fazer é construir um novo paradigma para mecanismos de jogos onde você pode realizar certas etapas de renderização e empurrá-las para a borda, ou para a nuvem, e dissociar isso dos loops de entrada que você tem em seu dispositivo”, Khaleed disse.
“E é principalmente aí que nos concentramos – no futuro da pilha de renderização principal e em como vamos conseguir isso”, continuou Khaleed. “Como você vai pegar a entrada e a atualização do quadro e separar isso das coisas que você precisa? À medida que construímos este plugin Unreal Engine e investigamos como você constrói pilhas de renderização divididas, nós descobrimos o que você vai pegar e subir para a borda e o que você pode subir para o nuvem."
Independentemente da abordagem, tanto Seam quanto Khaleed concordam que a perda de quadros é um fator importante para o sucesso do streaming de jogos. Os jogadores podem não se importar se certos efeitos – como iluminação ou sombras – podem ser atrasados em um quadro ou dois. O que melhora ou prejudica a experiência do usuário são atrasos de entrada e perda de quadros.
“Os jogadores hardcore se preocupam com isso. Se você perder quadros, será o fim desse serviço. Você nunca mais vai voltar, e por que voltaria? É um impacto muito grande”, disse Khaleed. “O público dos jogos casuais pode ser aceitável e tolerante, mas no final das contas, construímos o Santo Graal: Como você separa o loop de atualização do jogo e a atualização do buffer do jogo dos mais pesados? operações."
A economia do 5G
Como o streaming interativo, assim como os jogos, é mais complexo de fornecer, as operadoras esperam cobrar um valor extra pelos jogadores que exigem uma experiência de rede mais estável em 5G.
“É muito mais complicado porque você não pode fazer algo tão simples como um download progressivo”, disse John Benko, pesquisador do laboratório da Orange no Vale do Silício. “Já que estamos falando sobre realmente enviar 10, 50, 100, 200 Mbps através do canal sem fio, isso não será algo que todos podem fazer e esperar pagar exatamente o mesmo preço que estão pagando agora para transmitir 2 Mbps sinal. Portanto, a economia terá de ser analisada cuidadosamente para ver como podemos torná-la uma realidade para as pessoas que a desejam.”
Parte da vantagem de usar uma rede 5G, explicou Benko, é que as operadoras podem criar fatias de rede para casos de uso específicos, oferecendo mais confiabilidade e estabilidade para clientes que estão dispostos a pagar mais.
O tráfego casual de um telefone celular pode perder a prioridade devido ao congestionamento, por exemplo, mas se o dispositivo do seu cliente estiver provisionadas para jogos ou VR, as redes podem oferecer uma experiência garantida com uma faixa de latência promissora para esse uso. Além dos jogos, os aplicativos de missão crítica, como cirurgia remota, podem ser provisionados em um nível de prioridade ainda mais alto, para evitar possíveis interrupções de rede que possam colocar o aplicativo em risco.
No entanto 5G promete entregar muito para jogos e outros usos, o custo continua sendo um grande fator para a adoção móvel de streaming de jogos.
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