AT&T, Verizon แสดงแนวทางใหม่ในการสตรีมเกมผ่าน 5G: GTC 2019

ก่อนการเปิดตัวของ เครือข่าย 5G ปีนี้เสียงฮือฮาไปทั่ว ความเร็วเป็นที่เห็นได้ชัด. แม้ว่าจะเป็นมากกว่าความเร็วก็ตาม เครือข่ายที่เร็วขึ้นสามารถเปลี่ยนประสบการณ์ผู้ใช้จริงได้ โดยการทดสอบเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสามารถดาวน์โหลดภาพยนตร์ 4K ทั้งเรื่องได้ในเวลาเพียงแปดวินาที ในขณะที่เรารอคอยความเร็วที่เร็วขึ้นและแบนด์วิธที่มากขึ้น คุณสมบัติที่โดดเด่นของ 5G คือความหน่วงที่ต่ำ ผู้ให้บริการมือถือกำลังสำรวจวิธีการใช้ประโยชน์จากเวลาแฝงที่ต่ำเพื่อนำเนื้อหาที่มีความเที่ยงตรงสูงมาสู่อุปกรณ์มือถือ นับตั้งแต่ การสตรีมเกม ไปจนถึงประสบการณ์ความเป็นจริงผสมบนมือถือ และแม้กระทั่งการผ่าตัดทางไกล

เวลาแฝงต่ำไม่เพียงแต่ช่วยลดความล่าช้าและดีเลย์ที่อาจทำลายการเล่นเกมเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เพื่อเพิ่มพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่มีฮาร์ดแวร์จำกัด ยังไง? โดยขยับตัวมากขึ้นเรื่อยๆนั่นเอง พลัง GPU สู่คลาวด์.

ทบทวนการเรนเดอร์ด้วยวิธีไฮบริด

“เรารู้ว่าเราไม่สามารถเรนเดอร์บนอุปกรณ์ได้ 100 เปอร์เซ็นต์ เพียงเพราะเรามีแบตเตอรี่ไม่เพียงพอที่จะรองรับ และหาก เราทำแล้ว เราจะละลายอุปกรณ์ - เราไม่สามารถสร้างความร้อนได้มากขนาดนั้น” ดร. มอร์แกน แมคไกวร์ นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ Nvidia อธิบาย “เรารู้มาระยะหนึ่งแล้วว่าการสตรีมบนคลาวด์จะต้องเป็นคำตอบ”

แต่สตรีมมิ่งก 4เค หรือประสบการณ์การเล่นเกม 8K โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อัตราเฟรมสูงนั้นเข้มข้นสำหรับเครือข่ายใด ๆ ไม่ต้องพูดถึงเลย เครือข่ายมือถือ ดังนั้นผู้ให้บริการจึงคิดค้นแนวทางใหม่ในการจัดการกับประสบการณ์ที่ดื่มด่ำและโต้ตอบได้ ประสบการณ์ “เราไม่สามารถคิดเหมือนเช่นเคย — เวลาแฝง 100ms สำหรับสื่อแฝง และตอนนี้เรากำลังลดมันลงเหลือ 10ms หรือ 1ms และนั่นคือสิ่งที่เราต้องการสำหรับ [เกมและ VR]” Alisha Seam นักวิจัยหลักของห้องทดลอง Foundry ของ AT&T ใน Palo Alto แคลิฟอร์เนีย. “มันไม่ง่ายขนาดนั้นจริงๆ”

ขึ้นอยู่กับการวิจัยและเครือข่าย ตัวเลขเวลาแฝงที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับการสตรีมเกมจะอยู่ระหว่างหลายมิลลิวินาทีถึงประมาณ 20ms

แนวทางหนึ่งที่ AT&T และ Verizon กำลังสำรวจเพื่อการเล่นเกมคือการใช้แนวทางแบบไฮบริดและแบ่งหน้าที่การเรนเดอร์ระหว่างคลาวด์และอุปกรณ์ โดยพื้นฐานแล้ว การเรนเดอร์แบบไฮบริดต้องอาศัยระบบเสมือนจริง พีซีสำหรับเล่นเกม ใน Edge Cloud เพื่อทำการยกของหนักส่วนใหญ่ และอุปกรณ์ไคลเอนต์เพื่อทำการถอดรหัสภาพที่เรนเดอร์บางส่วน เป็นเทคนิคที่ Nvidia ใช้สำหรับ แพลตฟอร์มสตรีมมิ่งเกม GeForce Nowซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ประมวลผลแบบเบาสามารถเข้าถึงกราฟิก GeForce ที่อยู่บน Edge Cloud

“มีแนวทางต่างๆ มากมายที่คุณสามารถเปิดใช้งานทุกอย่างในรูปแบบบริการบนเว็บหรือการจำลองทุกสิ่งเป็น VM ที่คุณส่งข้อมูลของคุณ อินพุตเพิ่มขึ้นและวิดีโอของคุณสตรีมลงหรือในที่สุดก็มีสแต็กแบบไฮบริดที่คุณกำลังแยกลูปการเรนเดอร์และดูว่าคุณสามารถทำอะไรได้บ้าง ชดเชยได้จริง” Raheel Khalid หัวหน้าวิศวกรของห้องปฏิบัติการเสมือนจริงของ Verizon กล่าว โดยแต่ละโซลูชันมีข้อดีและ ข้อเสีย

แต่เมื่อคุณสตรีมเกม คุณจะต้องประเมินประสบการณ์ที่ประสบความสำเร็จโดยใช้เกณฑ์ชี้วัดใหม่ การสตรีมวิดีโอแบบพาสซีฟทำได้ดีโดยมีเวลาแฝง 100ms แต่สำหรับ VR และเกม เซิร์ฟเวอร์ไม่เพียงแค่ส่งเนื้อหามาสู่สายตาของคุณเท่านั้น คุณยังส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์อย่างต่อเนื่องตามการเคลื่อนไหวของคุณในเกม เซิร์ฟเวอร์จะต้องเรนเดอร์วิดีโอใหม่และส่งกลับไปยังอุปกรณ์ที่จะถอดรหัสและแสดง ความหน่วงจะต้องลดลงอีก

“ปัจจัยสำคัญในการพิจารณาประสบการณ์ของผู้ใช้คือการตอบสนอง และเรากำลังต่อสู้กับการสะท้อนกลับของตาแบบขนถ่าย ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่าง สิ่งที่ดวงตาของคุณมองเห็นและตำแหน่งที่หูชั้นในของคุณวางคุณไว้เมื่อคุณหันศีรษะ – และนั่นใช้เวลาประมาณ 7 มิลลิวินาที” Seam อธิบายด้วย VR ประสบการณ์

“ตัวชี้วัดที่เราสนใจมากที่สุดคือความหน่วงของการเคลื่อนที่ของโฟตอน ซึ่งวัดโดยแพ็กเก็ตการประทับเวลา” Seam กล่าวต่อ “เราวัดว่าเซิร์ฟเวอร์ตอบสนองกับอินพุตใด ดังนั้นผู้ใช้จะกดอินพุต เราจะส่งแพ็กเก็ตนั้นไปยังเซิร์ฟเวอร์พร้อมกับประทับตราจากผู้ใช้ เรนเดอร์บางสิ่งด้วยอินพุตนั้น และส่งกลับ และโดยพื้นฐานแล้วเราสามารถวัดเวลาระหว่างที่ผู้ใช้ทำการเคลื่อนไหวนั้น สิ่งที่เราเรนเดอร์ และสิ่งที่แสดงต่อผู้ใช้จริง ๆ”

AT&T คาดการณ์ว่าการสตรีมเกมส่วนใหญ่จะอาศัยการเรนเดอร์แบบแยกส่วน โดยที่เซิร์ฟเวอร์จะเรนเดอร์ฉากต่างๆ และ การยกของหนักบนอุปกรณ์ไคลเอนต์จะถูกนำมาใช้สำหรับเทคโนโลยีอันชาญฉลาดที่ช่วยเพิ่มประสบการณ์การเล่นเกม Seam จินตนาการว่าอุปกรณ์ไคลเอ็นต์สามารถเติมเต็มช่องว่างด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น เทคโนโลยีการขับเคลื่อนสำหรับ VR “เราไม่ต้องการให้ฝั่งไคลเอ็นต์ถูกใช้ไปกับการพยายามชดเชยเครือข่าย ดังนั้นยิ่งเราสามารถเชื่อมโยงประสิทธิภาพของเครือข่ายเข้ากับเครือข่ายได้ใกล้ชิดมากขึ้นเท่านั้น ประสิทธิภาพของเลเยอร์ซอฟต์แวร์ของแอปพลิเคชันเหล่านี้ ยิ่งเราสามารถปล่อยให้พวกเขาทำในสิ่งที่พวกเขาควรทำได้มากขึ้นเท่านั้น และไม่ปล่อยให้เป็นเพียงวิธีแก้ไขปัญหาเครือข่าย” เธอพูด.

นั่นแตกต่างจากความสัมพันธ์ในอดีตที่เกมบนคลาวด์มีกับเครือข่าย ในอดีต แพลตฟอร์มเกมบนคลาวด์พยายามชดเชยความไม่แน่นอนของเครือข่ายด้วยการส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลผ่านโดยหวังว่าแพ็กเก็ตข้อมูลบางส่วนจะมาถึง เมื่อมาถึง แพ็กเก็ตเหล่านี้จำนวนมากจะล่าช้าหรือไม่เป็นระเบียบ ส่งผลให้อุปกรณ์ไคลเอนต์ต้องเครียดในการถอดรหัสและจัดเรียงแพ็กเก็ตเหล่านี้ใหม่ในเวลาที่เหมาะสมและเป็นระเบียบ

“จำนวนเวลาแฝงนั้นมีความสำคัญ แต่ยิ่งกว่านั้นคือการกระจายของเวลาแฝงนั้น และนั่นคือสิ่งที่เราสามารถเข้าใจได้จริงๆ 5จี และขอบ” เธอกล่าวต่อโดยสังเกตว่าความกระวนกระวายใจหรือความแปรปรวนของเวลาแฝงนั้นมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการสตรีม

โมเดลปลั๊กอินของ Verizon

วิธีการแบบไฮบริดของ Verizon นั้นอิงตามแอพเป็นส่วนใหญ่ และผู้ให้บริการได้ทำงานร่วมกับ Unreal Engine เพื่อสร้างปลั๊กอินแบบ Edge-based ที่จะเปิดใช้งานการแยกสตรีม

“เมื่อเรามีระบบนิเวศนี้กับเกมที่ซับซ้อนมาก — ซึ่งมีศักยภาพในการเรนเดอร์จำนวนมากที่ต้องทำหลายอย่างในระยะเวลาอันสั้น และคุณต้องรักษา 60 หรือ อัตรารีเฟรช 120 Hz บนอุปกรณ์ของคุณโดยที่คุณได้รับอินพุตและไม่มีการกระวนกระวายใจหรือความล่าช้า — เราจะดูว่าคุณแยกสองสิ่งนี้ออกอย่างไร และสิ่งที่เราเริ่มทำคือสร้างสิ่งใหม่ กระบวนทัศน์สำหรับเอ็นจิ้นเกมที่คุณสามารถทำตามขั้นตอนการเรนเดอร์บางอย่างและดันมันเข้าไปในขอบหรือบนคลาวด์ และแยกมันออกจากลูปอินพุตที่คุณมีบนอุปกรณ์ของคุณ” Khaleed พูดว่า.

“และนั่นคือสิ่งที่เรามุ่งเน้นเป็นหลัก – อนาคตของการเรนเดอร์หลักนั้น และวิธีที่เราจะบรรลุเป้าหมายนั้น” คาลีดกล่าวต่อ “คุณจะรับอินพุตและการอัปเดตเฟรมและแยกสิ่งนั้นออกจากสิ่งที่คุณต้องการได้อย่างไร? ในขณะที่เราได้สร้างปลั๊กอิน Unreal Engine นี้และตรวจสอบว่าคุณสร้างสแต็กการเรนเดอร์แบบแยกส่วนอย่างไร เราคิดออกแล้วว่าคุณจะทำอะไรและเลื่อนขึ้นไปที่ขอบและอะไรที่คุณสามารถเลื่อนขึ้นไปได้ คลาวด์."

ไม่ว่าจะใช้แนวทางใดก็ตาม ทั้ง Seam และ Khaleed ต่างเห็นพ้องกันว่าการสูญเสียเฟรมเป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้การสตรีมเกมประสบความสำเร็จ นักเล่นเกมอาจไม่สนใจว่าเอฟเฟกต์บางอย่าง เช่น แสงหรือเงา อาจล่าช้าไปหนึ่งหรือสองเฟรม สิ่งที่สร้างหรือทำลายประสบการณ์ผู้ใช้คือความล่าช้าในการป้อนข้อมูลและการสูญเสียเฟรม

“นักเล่นเกมฮาร์ดคอร์ใส่ใจเรื่องนี้ หากคุณสูญเสียเฟรม บริการนั้นจะสิ้นสุด คุณจะไม่กลับมาแล้วทำไมคุณถึงกลับมา? มันส่งผลกระทบใหญ่เกินไป” คาลีดกล่าว “กลุ่มนักเล่นเกมทั่วไปอาจเป็นที่ยอมรับและอดทน แต่ท้ายที่สุดแล้ว เราก็ได้สร้างจอกศักดิ์สิทธิ์ขึ้นมา: คุณจะแยกลูปการอัปเดตเกมและการอัปเดตบัฟเฟอร์เกมออกจากกลุ่มที่ประมวลผลหนักที่สุดได้อย่างไร การดำเนินงาน”

เศรษฐศาสตร์ของ 5G

เนื่องจากการสตรีมเชิงโต้ตอบ เช่น การเล่นเกม มีความซับซ้อนในการให้บริการมากกว่า ผู้ให้บริการจึงคาดหวังที่จะเรียกเก็บเงินระดับพรีเมียมสำหรับเกมเมอร์ที่ต้องการประสบการณ์เครือข่ายที่เสถียรยิ่งขึ้นบน 5G

“มันซับซ้อนกว่ามากเพราะคุณไม่สามารถทำอะไรง่ายๆ เหมือนการดาวน์โหลดแบบก้าวหน้าได้” John Benko นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ Silicon Valley ของ Orange กล่าว “เนื่องจากเรากำลังพูดถึงการผลักดันความเร็ว 10, 50, 100, 200 Mbps ผ่านช่องสัญญาณไร้สาย นี่จะไม่เป็นเช่นนั้น สิ่งที่ทุกคนสามารถทำได้และคาดว่าจะจ่ายในราคาเดียวกับที่พวกเขาจ่ายตอนนี้เพื่อสตรีมความเร็ว 2 Mbps สัญญาณ. ดังนั้นเศรษฐศาสตร์จะต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อดูว่าเราจะทำให้มันเป็นจริงสำหรับผู้ที่ต้องการมันได้อย่างไร”

Benko อธิบายว่าข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้เครือข่าย 5G คือผู้ให้บริการสามารถสร้างชิ้นส่วนเครือข่ายได้ สำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะ ให้ความน่าเชื่อถือและความเสถียรมากขึ้นสำหรับลูกค้าที่ยินดีจ่ายเงิน มากกว่า.

การรับส่งข้อมูลเป็นครั้งคราวจากโทรศัพท์มือถืออาจถูกลดความสำคัญลงเนื่องจากความแออัด แต่หากอุปกรณ์ไคลเอ็นต์ของคุณเป็นเช่นนั้น จัดเตรียมไว้สำหรับการเล่นเกมหรือ VR เครือข่ายสามารถนำเสนอประสบการณ์ที่รับประกันพร้อมช่วงแฝงที่สัญญาสำหรับการใช้งานนั้น นอกเหนือจากการเล่นเกมแล้ว แอปพลิเคชันที่สำคัญต่อภารกิจ เช่น การผ่าตัดระยะไกล ยังสามารถจัดเตรียมในระดับที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่าได้ เพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักของเครือข่ายที่อาจเกิดขึ้นซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อแอปพลิเคชัน

แม้ว่า 5จี สัญญาว่าจะส่งมอบ มากสำหรับการเล่นเกมและการใช้งานอื่น ๆ ต้นทุนยังคงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการนำการสตรีมเกมไปใช้บนมือถือ

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• CES 2023: Razer Edge 5G คืออุปกรณ์เล่นเกมพกพาที่น่าประทับใจ (และเข้าใจผิด)
• Tencent และ Logitech กำลังสร้างอุปกรณ์พกพาสำหรับเล่นเกมบนคลาวด์
• ผู้เล่นรายใหญ่ของ 5G คาดการณ์อย่างกล้าหาญและน่าตื่นเต้นสำหรับปี 2022
• Lenovo และ AT&T ร่วมมือกันเปิดตัวแล็ปท็อป 5G ใหม่ ในราคาเริ่มต้นเพียง 420 ดอลลาร์
• ตอนนี้ Apple ไม่มีข้อแก้ตัวที่จะแยก 5G ออกจาก MacBook