能让YouTube在各处运行
谷歌高管正在准备发行Stadia云游戏服务——一款在任何设备上都可以玩的图像密集型游戏。他们很清楚，不需要从头开始构建所有必需的技术。这家技术巨头计划利用其制定互联网标准和安装基础设施的专业技能——该技术已支撑YouTube为全球范围内十亿多人提供视频服务。Stadia将于今年晚些时候面世，届时客户只需要启动一个简单的客户端程序，就可立即开始游戏。该客户端程序可以在谷歌电视棒（Chromecasts）、谷歌笔记本（Chromebooks）、个人电脑和智能手机上运行。“我们的愿景是让Stadia可以在所有能够播放YouTube的设备上使用，这是一种不限平台的服务。”Stadia的工程副总裁马吉德•巴卡尔（Majd Bakar）说。云游戏的技术要求比视频流的技术要求要更严格。类似YouTube和网飞的视频流服务只需要在人们按下“播放”按钮时放送视频；而在Stadia中，用户的设备还必须额外处理来自玩家控件的输入信息。实时视频流可用500毫秒（半秒）的时间来处理网络小故障而不造成明显的网络中断，而Stadia的处理时间不能超过16毫秒，才能够提供流畅的实时交互游戏体验。谷歌利用了这些为YouTube开发的技术和基础设施，并增加了一些新的设计，以此为Stadia今年11月在美国、加拿大和一些欧洲国家推出做准备。谷歌建议，以60帧/秒、分辨率为720P的效果体验Stadia游戏时，最低的网络下载速度为10兆比特/秒（Mb/s），最低上传速度为1.5Mb/s。要在这种有限的带宽下传输高密集度的图像，没有视频编解码器是不行的。视频编解码器可以将数字视频文件压缩为较小的文件，它们在服务器和个人设备之间传输时需要的带宽更低，传输时间更少。这与视频流有着天壤之别，视频流占用了超过一半的下行网络流量，仅YouTube就超过10%。Stadia与YouTube一样，主要依靠视频编解码器将图像压缩为多个数据块以便传输。在流行的视频流服务、蓝光光碟和HDTV广播中，常见的压缩标准是H.264。谷歌开发出了一款竞争性标准，名为VP9，它通过YouTube传输高清HD和4K视频流，能比其他编解码器节省一半带宽。Stadia团队创造了一种“特制专用的硬件加速器”，可根据这两种视频编解码器大规模快速编码，巴卡尔说。支持Stadia的云游戏服务的还有另一项技术是一系列传输协议，包括在联网设备之间传递数据的传输控制协议（TCP）这类基本协议。Stadia使用的一个协议名为WebRTC，是谷歌、摩斯拉和欧朋所支持的一个的开源项目。通过WebRTC，软件开发人员能够将实时视频和音频通信嵌入Web浏览器（如GoogleChrome）和应用程序（如谷歌的Hangouts和Duo）。Stadia还依赖谷歌的快速UDP互联网连接（QuickUDP Internet Connection，QUIC）协议。与TCP协议相比，该协议能够缩短连接时间，将传输延迟降到最低。谷歌的Chrome浏览器和很多应用程序都使用了QUIC，以实现更高效的数据传输。该协议更低的延迟传输数据的能力也将使网络游戏发生巨大改变。还有一项提升数据传输速度的技术是谷歌开发的一个名为瓶颈带宽与往返传播时间（BottleneckBandwidth and Round-trip propagation time，BBR）的拥塞控制算法。该算法可以准确地测量网络流量并管理任意给定时间内向网络推送多少数据。“Stadia的自适应流媒体传输技术能够实时适应网络质量。”巴卡尔说，“借助BBR这类技术，我们可以在拥塞等网络障碍发生之前就检测到。”这些视频编解码器、网络协议和拥塞控制算法能够帮助谷歌充分利用如今连接数据中心与用户的光纤电缆的现有带宽。与其他技术巨头一样，为了更快速地提供在线服务，谷歌也投资了私有互联网基础设施。事实上，谷歌持有部分股份或完整所有权的海底电缆占全球的8.5%。如果说谷歌服务有一颗心脏，那么这颗心脏就是该公司位于美国、欧洲和亚洲的16个大型数据中心。
最后但不是最重要的是，谷歌部署了7 500多个边缘节点，Stadia服务器安装在互联网服务和网络供应商的网络中。这些边缘节点是离客户最近的谷歌基础设施。Stadia将使用可执行10.7 万亿次浮点运算（teraflops）的定制AMD图形处理单元，它可以媲美传统电子游戏机（如6.0 teraflops的Xbox One X和4.2 teraflops的PlayStation 4 Pro）的显卡，Stadia甚至可以一次使用多个显卡来实现超负荷的游戏体验。谷歌成功地为数十亿客户提供了YouTube和其他谷歌服务，这似乎已经给想要进军云游戏界的公司提供了成功的经验。“只要这些设备的网络连接良好，能够解码高质量的视频，就能够使用Stadia。”巴卡尔说。IEEE Spectrum
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