針對云游戲行業存在的實時性差、單路游戲成本高等痛點,浪潮推出“四海”云游戲加速方案。其基于ARM服務器NF5280R6和VPU(視頻處理單元)M10A,在1080P全高清分辨率下,能夠同時運行60多路游戲,幫助云游戲運營商在提升游戲畫面編碼效果的同時,降低總體擁有成本和運維管理難度,助力云游戲產業快速發展。

云游戲實時性差、成本高等問題亟待解決

云游戲(Cloud Gaming)是以云計算技術為核心,以云端服務器為載體,以高速網絡為管道,以用戶終端為體驗的一種為用戶提供游戲娛樂服務的業務。在云游戲的運行模式下,游戲服務在云端運行,將渲染后的游戲畫面壓縮后通過網絡傳送給用戶終端,用戶終端僅需要保留顯示和操作的功能,大大降低了用戶終端的配置要求。

經過十多年的發展,云游戲已經進入市場化落地階段,但依然存在諸多挑戰。特別是云游戲對實時性的要求很高,需要小于50毫秒,技術挑戰非常大。云游戲技術架構增加了圖像渲染,畫面編碼、網絡傳輸、視頻解碼等流程,實時性差會導致畫面卡頓,影響玩家的游戲體驗。此外,云游戲運營商亟需降低單路云游戲的總體擁有成本、縮短新方案的上線周期、簡化運維管理、降低運營成本。

“四海”云游戲加速方案提升畫面質量,降低單路成本

針對以上行業痛點,浪潮推出“四海”云游戲加速方案,幫助云游戲運營商提升游戲畫面質量,減少卡頓,降低成本,助力云游戲產業快速發展。

該方案由底層ARM服務器、GPU和VPU硬件、主機HOST OS和虛擬化軟件、Android業務實例、以及容器編排管理、GPU/VPU多卡管理等模塊組成。

“四海”云游戲加速方案架構圖

底層硬件包括ARM服務器NF5280R6、GPU、VPU M10A。浪潮NF5280R6服務器在2U標準機箱內最大可搭載內置兩顆 Ampere Altra Max CPU 、兩張GPU板卡以及四張VPU M10A,能夠大幅提升云游戲的部署密度。

M10A是浪潮專為AI視頻場景優化的VPU加速卡,在8W超低典型功耗下,支持16路1080P30全高清視頻的解碼、編碼和轉碼。

浪潮NF5280R6服務器

“四海”云游戲加速方案通過虛擬化的方式,基于Docker在ARM服務器上構建Android鏡像,從而原生支持Docker特性和管理接口,通過虛擬出Android運行環境,使得Android應用可以直接運行在ARM服務器上,主流APP可以零代碼修改直接運行。虛擬化層采用OpenVMI。OpenVMI是非模擬器架構,Android APP直接調用物理硬件資源,從而實現Android容器高效利用服務器中的硬件資源。

Android業務實例則由多個安卓容器構成,每個安卓容器實例可以運行1個云游戲,該方案還提供了對接業務運營層面的接口API,支撐各類業務系統的集成需求。

在管理層,容器編排管理實現對各個Android業務實例生命周期的管理,包括創建、分配資源以及釋放,按順序在虛擬化層中組織,以使其能夠按照計劃運行,并且允許管理員指導容器部署與自動更新、運行狀況監控以及故障轉移等;多卡管理通過直通Android容器的虛擬化技術,實現渲染資源和編碼資源的統一管理、分配和回收能力,實現一卡被多個容器共享,提升硬件的利用效率。

測試結果顯示,“四海”云游戲加速方案能夠完美運行原神、王者榮耀等游戲APP,在1080P全高清分辨率下,可以同時運行60多路游戲,達到業界領先水平。并且用戶可以根據網絡狀態設置30幀、60幀等不同的幀率,也可以選擇極致、高清等不同的游戲畫面。

測試配置如下:

“四海”云游戲加速方案具有以下優勢:

1.軟硬件一體,可直接部署

集成了硬件、虛擬化方案、系統管理平臺,可直接部署,降低總體擁有成本。深度融合CPU、GPU和VPU,挖掘不同處理器的計算特點,將不同處理器的性能發揮到最大極限。并且提供了不同的配置選擇,用戶可以根據業務特點和游戲的渲染需求進行選擇,最大程度地降低單路游戲的采購成本。相較于其他方案,總體擁有成本平均減少 1/5。

2.提升游戲畫面質量,編碼延遲低至3毫秒

“四海”云游戲加速方案可以完成超高畫質的圖像渲染工作,也能夠根據游戲玩家的不同畫質設置,自動生成對應畫質級別的游戲畫面,滿足超高畫質場景和高吞吐性能場景的調度需求。

借助方案中的專用視頻加速卡M10A,云游戲運營商可以將游戲畫面的編碼工作從高昂的CPU、GPU卸載到M10A上,1080P分辨率游戲畫面的編碼時間僅需3毫秒,進一步縮短云游戲的系統延遲。還支持更豐富的編碼參數,這些都可以很好地滿足云游戲業務對低延遲編碼、低成本運營的要求。

M10A視頻加速卡

3.采用全新編碼技術,降低單路成本

在虛擬化方面,該方案采用了全新的直通安卓容器的視頻編碼技術,通過設備映射的方式,將一個視頻加速卡的硬件資源分配給多路云游戲。這種技術大大減少了編碼命令傳遞的復雜度,降低編碼延遲,同時提高了硬件編碼資源的利用率,有效降低云游戲的單路成本。

同時,由于智能手機的CPU和NF5280R6服務器的CPU同屬于ARM平臺,使用了相同的指令集,游戲APP在調用底層的CPU算力時無需要做指令轉化,減少了指令轉化過程帶來的性能損耗,保障了游戲指令的精確執行。

“四海”云游戲加速方案提供了完整的從硬件到業務的全棧方案,支持直接部署,降低總體擁有成本,縮短研發周期,并且具備強大的視頻編碼功能,能夠提升游戲畫面質量,縮短云游戲的系統延遲。同時方案從系統架構設計、虛擬化技術、算力調度等多個維度進行了深度優化,能夠幫助云游戲運營商提升整機的云游戲運行密度,降低單路云游戲的成本。

審核編輯 黃昊宇