1.简介随着5G网络商用的不断推进，更大带宽、更低时延、更广覆盖的网络业务将成为用户在5G网络上最直接的应用体验。基于以上三个特点，5G网络可以组合服务于多种日常使用场景，而云游戏是其中潜力巨大的市场之一，尤其是服务于移动端的云游戏需求增长巨大。根据中国信息通信研究院2019年12月发布的《云游戏产业发展白皮书》[1]，2011年智能手机出货量超过PC出货量，2014年达到PC出货量的5倍。可见，移动终端数量用户数已远超固定终端用户数。为满足用户的爆发式增长，基于移动终端的应用开发已成为当务之急。近年来，手游作为移动应用的一大品类，占据着越来越重要的地位，尤其是随着智能手机性能的快速提升和移动网络质量的提升，手游业务占比快速增长。但是手游的综合性能还是受限于机身本身的尺寸和散热性能，与PC相比还有一定的差距。同时，在手游运营管理方面，由于终端的移动性，也存在一些不易解决的问题。比如外挂程序、游戏工作室的检测，需要对各个终端进行更细粒度的控制，而这种在移动端的细粒度控制，对于服务器端来说是相对困难的。可以使用云游戏。通过集中管控实现对异常行为的快速准确检测。云游戏是5G网络为手机游戏提供的重要解决方案。主要思路是将游戏计算和渲染功能迁移到云端，将渲染后的画面以极低的延迟和高质量推送到终端。终端示意图如图1所示。图1云游戏示意图2.技术基础实现云游戏的主要技术基础是虚拟化云技术；1.如图2所示，基于虚拟化的云技术为计算能力上移提供了成本优势。与原有手游架构中高品质游戏对终端设备的高性能要求相比，云游戏架构采用通用X86架构服务器组成计算和渲染集群，以极高的设备提高投资回报率利用。甚至可以解决终端散热问题带来的性能瓶颈问题，以及芯片、内存等供应商带来的高性能终端输出问题。图2虚拟化云技术2.5G网络的广泛覆盖为云游戏的实际商用提供了可行性：(1)eMBB场景：以1080P分辨率为例，如果传输的图像是24位深度图像，则uncompressed这种情况下需要的带宽是1920*1080*3B*30fps/s=18.66MB/s。受限于4G网络100MB带宽，如果通过传输游戏画面实现云游戏，同一线路最多可保证5台终端同时正常使用；同时利用5G网络的1000MB带宽，可实现53台终端的使用。图3eMBB场景（2）mMTC场景：智能终端设备数量众多，游戏业务本身对数据流的连续性非常敏感。4G网络不能完全满足大量大带宽设备的快速接入，游戏服务可能会因为设备在未连接基站之间切换而中断，导致用户体验下降。而5G网络可以快速完成大量终端的接入，进一步降低了接入延迟带来的用户体验下降的风险，提高了云游戏服务的商业可行性。图4mMTC场景（3）uRLLC场景：云游戏的业务场景是一个对时延极其敏感的业务场景。传统手游架构中，终端在本地进行数据计算，只传输少量的游戏数据，因此延迟可以保持在较低水平；而云游戏架构的应用传输大量的画面数据和少量的操作指令。4G网络无法为大流量提供可靠的低时延、低损耗传输服务；而5G超低时延、高可靠的场景应用可以为云游戏实现服务保障，无论是通过计算中心的区域部署还是快速网络切片功能，都可以有效降低用户对时延的感知。图5uRLLC场景3.云游戏的优势与问题云游戏的主要优势如下：将游戏数据计算和游戏画面渲染功能移至云端，降低了终端所需的计算能力和性能要求，并降低了终端设备的成本，有利于优质游戏在低端智能手机中的推广；云端强大的计算资源、存储资源、网络资源和调度能力，可以大大提升游戏性能的上限，让用户体验到更多本来不可能或很难玩的游戏。大型游戏在终端上运行；云游戏为游戏运营和管理提供了更高效的手段。借助数据中心强大的带宽和存储资源，游戏运营商可以快速高效地维护游戏内容和版本，同时将用户数据存储在云端，方便策划更符合游戏活动根据用户的游戏行为配合用户的习惯；由于游戏流程全部运行在云端环境，通过统一网管和数据鉴权，可以有效检测外挂程序和工作室。虽然云游戏在5G环境下的移动市场潜力巨大，但仍存在以下问题：1、技术问题（1）视频压缩和编解码性能优化。由于云游戏下行传输的不是游戏数据而是游戏画面数据，如果使用未压缩的编码画面数据进行传输，会极大地消耗可用带宽。因此，在图片传输之前需要进行数据压缩编码，如H.264或H.265编码，其中H.264的压缩率低于H.265，但压缩速度较高。如何找到压缩速度和压缩率之间的差异？平衡，如何优化压缩编码算法的性能，这些都将成为云游戏服务性能的决定因素之一。(2)云游戏的本质是视频传输，强调实时交互。与传统视频点播业务的区别在于传输的画面具有极强的实时性，与传统视频直播业务的区别在于强调交互性，延迟极低。要降低用户对延迟的感知，除了降低网络延迟外，还需要对传输的图片进行同步，以减少图片的不连续性，从而导致用户对图片的主观感知卡顿。因此，选择合适的画面数据传输和同步算法也是决定云游戏服务质量的决定性因素之一。(3)虚拟化云环境需要一个可以高效调度的资源池。资源包括提供计算能力的CPU和GPU，提供存储能力的Memory和存储阵列，以及提供通信能力的虚拟化网络元素（VNF）。CPU和GPU是游戏最重要的解决方案。以NVIDIA提供的GPU为例，有两种方案：pass-throughGPU和virtualGPU。直通GPU以单显卡为单位进行分配，一次只能在一张显卡上运行一个实例；虚拟GPU是将单张显卡虚拟成多张预设资源的虚拟显卡，实现更细粒度的显卡资源调度，让多个实例同时运行在同一张显卡上，提高显卡资源利用率。虚拟GPU的资源利用率高于直通GPU，在部分应用场景（办公云桌面等）具有优势。但由于技术发展周期较短，虚拟GPU的虚拟化损耗和成本均高于直接GPU，在云游戏中的使用成本有待研究和优化。2、内容问题（1）云游戏如果在操作系统层面使用虚拟化，类似于使用虚拟机模拟智能终端的解决方案。由于腾讯、网易等游戏内容提供商提供了类似的虚拟化服务，该方案针对目前的一些手游较为可行；但如果使用游戏进程或其他游戏平台（PC或PS、XBOX主机）的虚拟化，可能会涉及到游戏运行方式和游戏运行方式的适配，需要游戏厂商进行适配。适应。（2）用户数据不再存储在本地，而是直接存储在云端。云数据在带来便捷运维和管理的同时，也可能带来用户隐私和数据安全问题。如何在合理使用用户数据的情况下保证用户数据安全，也是云游戏推广过程中必须考虑的问题。4、小结从以上分析来看，虽然云游戏在技术和内容上还存在一些问题，但随着5G网络的逐渐普及，这将是游戏发展的趋势，市场潜力巨大。作为5G网络服务商，中国移动在云游戏市场的发展和推进上具有天然优势：拥有大量的硬件资源，能够快速满足所需的计算资源、存储资源、网络资源等硬件条件通过云游戏；海量软件资源，可在现有基础上方便地为用户提供接入云游戏账号、认证、计费等软件条件；拥有庞大的用户基础，可以快速扩大云游戏用户群体，并根据用户反馈提供更多服务。满足用户需求的云游戏服务；拥有大量的合作伙伴，可以高效促进游戏运营、游戏运营、游戏运维等游戏内容资源的整合。因此，深入挖掘分析用户需求，研究优化相关核心技术，积极发展云游戏业务，是打赢这场“云游戏滩头阵地”的关键。【本文为专栏作家《移动实验室》原创稿件，转载请联系原作者】点此阅读更多本作者好文
