Sotto il cofano: Meta.Infrastruttura di gioco cloud

La promessa del cloud gaming è una promessa di democratizzare il gioco. Chiunque ami i giochi dovrebbe poterne godere e condividere l’esperienza con i propri amici, indipendentemente da dove si trovino e anche se non dispongono dell’hardware di gioco più recente e più costoso. Facebook Lanciato La sua piattaforma di cloud gaming nel 2020 per offrire a chiunque su Facebook l’accesso istantaneo ai giochi Android e Windows nativi su ogni schermo e browser web.

La creazione dell’accesso senza precedenti offerto dal cloud gaming richiederà agli ingegneri di Meta di affrontare nuove sfide e sviluppare un’infrastruttura hardware in crescita in grado di offrire esperienze di gioco di alta qualità a persone in tutto il mondo.

Ma anche i giochi stessi si stanno sviluppando. Dalle nuove esperienze 3D come AR e VR a quello che alla fine diventerà il metaverso, le persone di tutto il mondo vogliono giocare a giochi sempre più coinvolgenti nel modo più fluido e semplice possibile. Sebbene ci vorrà un enorme sforzo in tutto il settore per portare a compimento il metaverso, riteniamo che la creazione dell’infrastruttura e la risoluzione delle sfide del cloud gaming ci stia guidando anche verso soluzioni metaverse.

Perché il cloud gaming?

Il cloud gaming è tutto incentrato sull’accessibilità: fornire giochi alle persone indipendentemente dal dispositivo che stanno utilizzando o da dove si trovano nel mondo. Mettere le app di gioco sul cloud libera le persone dal dover acquistare nuovo hardware ed elimina la necessità di download di grandi dimensioni o di attesa di aggiornamenti. Consente il cross-play senza interruzioni tra desktop e dispositivi mobili, nonché la distribuzione flessibile delle app.

Il cloud gaming promette anche un’esperienza di sviluppo più semplice poiché gli sviluppatori non dovrebbero preoccuparsi tanto dell’ottimizzazione dei giochi per più piattaforme hardware (ad esempio, desktop e mobile). In un mondo ideale, gli sviluppatori dovrebbero creare un’app solo una volta e potrebbe essere distribuita su più dispositivi senza la necessità di più binari. E per i giocatori e gli sviluppatori preoccupati per la sicurezza e l’integrità, il cloud gaming significa meno preoccupazioni riguardo a cheating e hacking.

All’interno dell’infrastruttura di gioco cloud Meta

Abilitare il cloud gaming in Meta significava sviluppare una nuova infrastruttura hardware e software per affrontare le sfide inerenti al cloud gaming. I giochi basati su cloud richiedono una bassa latenza end-to-end per fornire un’esperienza di gioco veloce e fluida poiché video e audio di alta qualità dovrebbero essere trasmessi in streaming con una distorsione minima. L’infrastruttura deve anche essere in grado di eseguire più giochi su un unico server di gioco cloud per essere economicamente efficiente. E tutto questo deve essere protetto contro vari attacchi informatici, pur mantenendone potenza ed efficacia.

Elaborazione avanzata, GPU e virtualizzazione

Il modo migliore per la nostra infrastruttura di cloud gaming di fornire un’elevata latenza ai giocatori è avvicinarla il più possibile in termini di distanza di rete. I meta data center da soli non possono fornire il livello di latenza estremamente basso di cui abbiamo bisogno per il cloud gaming. Quindi ci affidiamo all’edge computing, avvicinando l’infrastruttura di cloud gaming ai giocatori implementandola ai margini della metropolitana.politico Aree vicine a una grande popolazione.

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Con l’aumento del numero di posizioni di elaborazione di fascia alta, possiamo anche migliorare la latenza per i giocatori.

Il nostro obiettivo all’interno di ogni sito di edge computing è quello di avere un ambiente di hosting unificato per assicurarci di poter eseguire quanti più giochi possibile nel modo più fluido possibile. I giochi di oggi sono progettati per le GPU, quindi abbiamo collaborato con NVIDIA per creare un ambiente di hosting basato sulle GPU basate sull’architettura NVIDIA Ampere. Poiché l’intensità e la complessità dei giochi continuano ad aumentare graficamente, le GPU ci forniranno l’alta risoluzione e la bassa latenza di cui abbiamo bisogno per caricare, eseguire e riprodurre in streaming i giochi.

Per giocare noi stessi, usiamo spagoil nostro sistema di gestione del gruppo, in aggiunta a Sistema operativo informatico avanzato. Costruiamo servizi di coordinamento per gestire i segnali di trasmissione e utilizziamo Twine per coordinare i server di gioco sull’edge.

Abbiamo creato e utilizzato tecnologie di container sia per i giochi Windows che Android. Abbiamo diverse soluzioni di hosting per giochi Windows e Android e la soluzione di hosting Windows include l’integrazione con PlayGiga. Abbiamo creato un sistema di sincronizzazione unificato per gestire e giocare con entrambi i sistemi operativi. Ciò significa che possiamo offrire giochi e gestire la capacità con maggiore flessibilità su piattaforme diverse.

giochi di nuvole

Streaming video e audio

Alla fine, un rendering audio e video fluido è una delle parti più importanti dell’esperienza di gioco su cloud. Chiunque abbia giocato a un gioco online è consapevole delle frustrazioni che la latenza può causare.

Dopo aver considerato la maturità e la compatibilità della tecnologia, abbiamo ideato WebRTC con la tecnologia Secure Real Time Transfer Protocol (SRTP) come soluzione per la trasmissione di input utente e frame video/audio per i giochi. In questo modo, siamo stati anche in grado di migliorare significativamente le prestazioni di streaming video e audio nel tempo.

Iniziamo con il flusso di streaming di base che avevamo all’inizio per il cloud gaming.

Quando un giocatore fa clic per eseguire un’azione in un gioco (ad esempio, per far saltare il proprio personaggio), catturiamo l’evento clic e lo inviamo al server, dove il gioco ha ricevuto l’evento. Il gioco ha quindi presentato una cornice contenente il risultato di quell’azione (cioè il personaggio salta). Abbiamo catturato e copiato questo fotogramma renderizzato e lo abbiamo codificato utilizzando un codec video. Il frame è stato quindi impacchettato in modo da poter essere contenuto in un pacchetto UDP (User Datagram Protocol) e inviato al giocatore tramite la rete. Infine, sul lato giocatore, c’era un buffer di vibrazione per facilitare la riproduzione quando i raggi si alzano. Decodifichiamo i pacchetti in frame, quindi esportiamo il frame nel lettore.

È successo tutto così velocemente che il giocatore non si è nemmeno accorto del tempo tra il clic e lo spostamento. Tuttavia, ciascuno di questi passaggi richiede poco tempo. E quando questi blocchi di tempo si accumulano, ciò può portare a un aumento del tempo di risposta e al ritardo del giocatore.

Il nostro modello attuale migliora notevolmente questo aspetto e migliora la latenza utilizzando la codifica GPU. L’uso della crittografia da parte delle GPU significa che quando un gioco esegue il rendering di un frame, viene eseguito il rendering nella GPU e non lascia mai la memoria della GPU finché non viene crittografato. Questo processo è più efficiente e non utilizza molta larghezza di banda del bus PCI tra la GPU e il server principale. Il frame crittografato finisce anche per essere più piccolo del frame grezzo.

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Il nostro attuale modello per lo streaming di video e audio migliora notevolmente la latenza utilizzando la codifica GPU.

Sul lato della rete, avere siti di elaborazione di fascia alta vicino al lettore aiuta anche a ridurre la latenza audio e video, cosa più importante dei risparmi derivanti dallo spostamento dell’intera pipeline di trasmissione alle GPU.

Per quanto riguarda i giocatori, ora utilizziamo anche la decodifica hardware per ridurre i tempi di decodifica. Il video e l’audio sono solitamente sincronizzati insieme, ma possiamo anche inviare il video un po’ prima dell’audio per migliorare la latenza. Possiamo anche sfruttare la latenza intrinseca dello schermo del computer o del telefono di un giocatore. Il monitor visualizza i fotogrammi uno per uno a una certa velocità (ad esempio, 30 fotogrammi al secondo o 60 fotogrammi al secondo). Possiamo usare quegli intervalli impercettibili tra i fotogrammi per assorbire parte del tremolio e rendere più uniforme il video. Per i dispositivi che supportano FPS più elevati, la latenza può diminuire ulteriormente.

Mantenere i giochi cloud al sicuro

I giocatori e gli sviluppatori devono assicurarsi che qualsiasi esperienza di gioco su cloud sia sicura e protetta. I giocatori devono sapere che i loro dati sono al sicuro e che gli imbroglioni non domineranno i giochi. Gli sviluppatori devono assicurarsi che i loro prodotti siano al sicuro da hacker e altre falle di sicurezza.

L’integrazione di edge computing, virtualizzazione GPU e streaming video/audio rende l’infrastruttura di cloud gaming molto complessa. E con questa complessità derivano sfide di sicurezza uniche. Essendo un sistema basato su Windows e Android, il sistema affronta intrinsecamente le sfide di sicurezza di quegli ambienti e deve anche essere protetto da minacce come gli attacchi DDOS.

Per identificare e affrontare i problemi di sicurezza, valutiamo la sicurezza in ogni fase dello sviluppo, dalla progettazione e implementazione al test. Ciò include la modellazione delle minacce, le revisioni dei token di sicurezza, i test fuzz e i test di sicurezza. Non vogliamo che il cloud gaming diventi un punto di ingresso per attaccare altri sistemi Meta, quindi l’infrastruttura di cloud gaming è completamente isolata dall’infrastruttura di metadati sottostante. Abbiamo anche un team di sicurezza interno che lavora al fianco di società esterne per condurre valutazioni di sicurezza regolari sul sistema.

Giochi cloud e metaverso

Il metaverso ha importanti implicazioni per il futuro dei giochi, non solo nei tipi di giochi che le persone giocheranno, ma anche nel modo in cui quei giochi vengono loro forniti. Il metaverse spingerà i requisiti di connettività di rete più che mai. Il core business che mettiamo in atto oggi giocherà un ruolo importante nell’aiutare il settore più ampio a creare l’infrastruttura cloud necessaria per gestire il complesso computing richiesto per creare esperienze metaverse.

Proprio come i giochi AAA, le future esperienze nel metaverso richiederanno la risoluzione più alta e la latenza più bassa possibili. Se l’esperimento non è privo di attriti, non funzionerà con nessuno, il che significa che il metaverse deve avere latenza molto bassa, scalabilità elevata, velocità effettiva elevata e archiviazione dati uniforme.

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Qualunque sia la nuova architettura di rete, richiederà un miglioramento incrementale dell’architettura di rete complessiva di oggi. Avrà bisogno di un protocollo Quality of Service e Quality of Service (QoS) affidabile, un collegamento e un protocollo di comunicazione peer-to-peer per lo scambio di informazioni tra persone nelle stesse vicinanze (ad esempio, all’interno della stessa copertura Wi-Fi AP) . Ha bisogno di un’architettura di rete unificata e onnipresente per eseguire latenza limitata, jitter e perdita di pacchetti in tutto il mondo. Le sfide relative al miglioramento della latenza, dell’affidabilità e della produttività e allo sviluppo di database unificati possono costringere gli ingegneri a riprogettare e ridistribuire le risorse di calcolo e di routing nelle reti end-to-end. Quindi il metaverse avrà bisogno di una strategia di gestione della qualità del servizio (QoS) onnipresente in ogni segmento della sua rete, nonché verticalmente in ogni livello di protocollo di applicazione/rete (ad esempio, dal livello dell’applicazione in cima allo stack al sistema operativo strato in cima alla pila).

Stiamo lavorando a soluzioni per tutto questo ora. Con l’infrastruttura di cloud gaming che fornisce alcune informazioni, stiamo lavorando con operatori mobili, operatori, produttori di chip hardware e altri partner per creare soluzioni che soddisfino le esigenze del metaverso.

Qual è il prossimo futuro per il cloud gaming?

Molte persone si dirigeranno verso il metaverso per la prima volta attraverso i giochi. Mentre lavoriamo per raggiungere la nostra visione a lungo termine per il metaverso, continueremo a creare nuove esperienze 2D per aiutare a colmare il divario con il metaverso per le persone attraverso la suite di app Meta. nei giorni scorsi pubblicazione Da Crayta su Facebook Il gioco come piattaforma di creazione cloud è un ottimo esempio di questo lavoro.

Con l’espansione della nostra piattaforma di cloud gaming, aggiorniamo e miglioriamo costantemente la nostra infrastruttura di cloud gaming. Nei prossimi due o tre anni, stiamo lavorando a una maggiore espansione internazionale per portare il gioco a più persone in tutto il mondo. Lavoriamo anche con Operatori e operatori di rete mobile per migliorare significativamente la latenza nella loro rete di accesso. Per quanto riguarda l’hardware, stiamo lavorando con i produttori di chip per migliorare la latenza nei dispositivi degli utenti. Stiamo anche lavorando a nuove tecnologie di container per fornire una migliore efficienza del flusso. E, naturalmente, ci sarà sempre una spinta costante per la sicurezza man mano che il sistema cresce e migliora.

Gli sviluppatori possono aspettarsi miglioramenti significativi, inclusa una migliore compatibilità del sistema per ridurre il carico degli sviluppatori e fornire loro strumenti migliori per lo sviluppo, il test, il debug, la sperimentazione e l’analisi. E i giocatori, che è la parte più importante dei nostri sforzi di cloud gaming, possono aspettarsi presto nuove e più complete esperienze di gioco.

Il nostro obiettivo di consentire alle persone di giocare a grandi giochi insieme, dove e quando vogliono, non cambierà, ma i nostri continui sforzi con il cloud gaming faranno in modo che queste esperienze migliorino.

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