云游戏服务器市场，为什么Arm方案是最佳？

云游戏正在进一步促进游戏的大众化，它的核心特点是让喜欢玩游戏的人能以更方便、更经济的方式来享受高品质的游戏内容，让玩家不必为了一款高品质的游戏担忧是否需要购买新的高端硬件。同时，云基因也让游戏玩家可以更充分地享受到互联共享的快乐。

中国信通院2022年发布的《全球云游戏产业深度观察及趋势研判研究报告》数据显示，云游戏无论是市场规模、玩家参与方式、内容品质、商业模式都在快速发展，预计到2025年，仅中国云游戏的市场规模和用户数量就将是2022年的4倍和2倍以上。因此，支撑云游戏的基础设施、网络和算力也同样需要新的方式来适应。

什么是云游戏

Ampere Computing中国区产品市场总监孙开本在接受《电子工程专辑》采访时介绍称，从玩家与游戏的交互方式来看，云游戏是将云端经过渲染的数字内容，以视频流的方式下发至玩家的手机、平板、PC应用、浏览器等终端设备上。所以云游戏的第一个特征是玩家设备自由，游戏品质不受限制。

同样，借助云化的部署，游戏玩家可以不受限制的访问任何地区的服务器端资源，只要有网络接入就可以享受高品质的内容。同时，云游戏支持跨桌面到移动设备的无缝交叉播放，将游戏应用放到云端，不单可以让人们不必购买新的硬件，也可以让玩家无需大量地进行下载、安装、更新等操作，可以实现“即点即玩，按需畅玩”的最大灵活性、便利性。除此之外，云游戏还能够为终端节省大量存储资源和电池消耗。

看到云游戏益处的不是只有游戏玩家，游戏运营者、内容服务商、游戏开发者也正在推动着云游戏市场的快速增长。对他们来说，云游戏可以进一步扩大用户覆盖范围，比如以前不愿意在设备上投资的用户，可以转化为高端游戏的玩家；以前不喜欢占用太多手机资源安装很多种类游戏的用户，也可以丰富他们的游戏种类。

从商业角度来看，云游戏的发行方式、收费模式、市场推广手段都会更加丰富，比如最典型的云试玩广告，可以简化游戏推广环节，进一步降低游戏体验的入门门槛。

内容开发方面，用户对游戏品质要求不断提高，开发的画面更加精美，身临其境的高品质游戏是现在游戏行业发展的明显趋势。这种高端游戏需要更高的算力，而云服务器在性能上更能满足需求，让算力不再成为内容升级的瓶颈。

最后值得一提的是元宇宙，从现在的AR、VR、3D体验，到实现丰富多彩的元宇宙世界，需要大量的技术创新。云游戏正在解决或者将来要突破的技术挑战，都将加速未来元宇宙方案的落地，甚至某些技术很可能会成为元宇宙将来核心解决方案。从布局元宇宙长远目标来看，加入云游戏也是内容和服务行业的一个必选方向。

云游服务器现状

当前，很多云游服务器其实并不是传统意义上的服务器，它是将多个终端的SoC进行集成，形成一种服务器的形态。这种方式的突出优势是游戏的部署非常简单，也非常成熟，与在手机上直接安装没什么差别，因此得到了大量的采用和部署。

“但这种方式的局限性也非常明显。”孙开本解释说，由于它不是标准的服务器，在很多方面无法满足现代数据中心的标准，也无法在数据中心进行规模化和自动化的部署及运维，所以大多采用专署机房的方式，这就大大限制了云游基础设施的真正云化发展，导致很多云的天然技术属性无法得到发挥。此外，终端SoC性能会限制游戏内容的品质和内容差异化，尤其是对以后日益增加的高端游戏。

于是，近年来，采用标准服务器作为云游戏的算力基础设施被提上了议事日程。这样做的好处是显而易见的，首先因为它是标准服务器，所以在数据中心的规模化和自动化部署运维是顺理成章的，这与传统的云计算基础设施并无太大区别；其次，对云服务提供商而言，它没有额外的、特殊的设施部署成本，反而会带来一种全新的应用场景的服务。

目前，大多数的云游戏都被定义为游戏云化，即游戏的开发采用传统方式，只是在部署、分发、服务等方面实现了上云。在未来，当采用标准服务器，且游戏的开发、测试、部署、运维、服务等全部在云端完成后，云游戏将完成从云化到云原生的本质性转变。

这种本质性的转变除了解决算力瓶颈问题，极大提升游戏品质外，开发者也不再会受到各种设备的限制和兼容性问题而去消耗更多额外工作量，服务器的稳定性和可靠性得到了充分的保障。云服务提供商则可以根据算力需求的变化，根据成熟的技术进行灵活的算力调配和扩展，从而将硬件成本进一步分摊到更为广泛的算力消耗上，而不仅仅是依靠云游负担成本，实现了成本的摊薄和降本增效。

为什么Arm方案是最佳？

采用标准服务器也有不同的方案和架构可选，比如传统云服务就大量采购X86架构服务器。但如果聚焦游戏市场，情况又有所不同。目前，手游占据该市场70%以上份额，而在手机市场，Android系统占据了大部分份额，在中国这一比例已经高达76%以上。

“如果在传统X86服务器上运行Android游戏，会产生指令集兼容性的问题。在指令集翻译的过程中，无可避免地会产生效率的损耗，原来的算力优势就会大打折扣。所以我们认为基于Arm架构的云原生服务器将是云游服务器更好的选择，核心优势将主要体现在性能效率的无损、软件开发环境和工具链的一致性、跨设备可迁移性等。”孙开本强调说。

这一点得到了NVIDIA中国区资深云游戏解决方案架构师张洁的认同。“我们之前在X86架构上尝试Android云游的时候，指令集的兼容性问题给我们造成了很大的困扰，但换成Arm架构之后问题就迎刃而解了。”他说，另一个需要平衡之处在于既要找到高密度的计算平台，又要很有效的控制功耗，做到这一点并不容易。

于是，Ampere Computing和NVIDIA日前共同打造了AICAN (Android-in-Cloud-with-Ampere-and-NVIDIA)服务器平台，它采用Ampere Altra系列云原生处理器和NVIDIA GPU，不需要修改或模拟就能原生运行兼容Arm的移动游戏。该平台内置双插槽Ampere Altra Max CPU，兼具最高性能和最佳每瓦性能，提供行业领先的256个内核，并可配置多达4个NVIDIA A16或6个NVIDIA T4 GPU，每台服务器最多可支持160个并发用户(CCUs)。

除了硬件平台，为用户带来“开箱即用”的能力也非常关键。为此，双方还构建了面向Android系统的“云游戏软件堆栈(Cloud Gaming Software Stack)”，支持裸金属化、虚拟机直通、VGPU等多种模式的部署，兼容并验证了200款以上的业界主流游戏，与硬件一起组成参考设计后，可大幅减少用户在整个云游戏平台构建过程中遇到的大量工程化实践问题。

AICAN平台架构

孙开本指出，Arm服务器这几年的发展速度非常快，主要得益于三点：一是Arm架构CPU性能已经完全甚至超过了传统架构；二是Arm架构的高能效特点在眼下节能减排的大趋势下深得数据中心的青睐；三是云原生的软件发展趋势，也实现了与底层硬件的解耦，在生态上对Arm架构的支持也非常的成熟，还有其他如多个服务器整机大厂的加入，包括NVIDIA GPU这种数据中心异构计算的关键设施等对Arm的支持等因素。

详解AICAN平台

Ampere Altra云原生处理器系列中的80核Ampere Altra和128核Ampere Altra Max，是Ampere Computing在2020-2021年间先后设计并推出的两款云原生处理器，可预测性、可扩展性和高性能是其最具标志性的三大优势。该系列产品可同时支持32位和64位应用，每个核上仅运行一个单线程，并保持一致的高频率，借助智能高带宽mesh互联结构，所有高性能核都能够连接在一起，打破了传统的CPU在需求增加时会产生递减回报的使用瓶颈。

相比T4 GPU，定位于数据中心应用的A16 GPU不但有64GB显存和着数倍于T4的渲染能力和编码能力增强，还具备人工智能和光线追踪能力，Android游戏无需中转即可直接调用物理GPU，可以非常好的与经过验证的数据中心服务器进行配合。目前，在“Ampere CPU+NVIDIA GPU”的加持下，单台服务器上可以达到160路超高密度并发的云游能力，更能满足用户对游戏体验无止境的追求。 

在孙开本看来，云游戏对算力的需求主要体现在三方面：Android系统容器化能力、游戏渲染和视频流编码的算力。在进行服务器选择和配置时，这三个核心算力要根据所需承载的游戏密度、视频流、质量进行平衡。性能和密度不同的CPU，搭配合适的GPU才能达到最佳的性价比配置，将两者的合力发挥到最好。

张洁则从GPU角度对“Ampere CPU+NVIDIA GPU”方案的优势进行了解读。他表示，当把游戏从手机端迁移到数据中心端时，数据中心GPU的渲染能力是移动设备的几十倍以上，更能够提供高质量的游戏画质和用户体验，游戏开发者无需再为有限的资源感到苦恼。

另一方面，在将游戏画面从数据中心平滑稳定的传输到用户客户端时，GPU的编解码能力在其中也扮演了关键角色。以A16 GPU为例，在以H.264方式编码720P/30帧画面时，可提供182路密度传输，如果提升至1080P/60帧，仍可实现45路密度传输，避免了编码和渲染分离方案带来的额外延迟。

此外，NVIDIA还专门成立了专业工程和质量保证团队，使合作伙伴能够轻松、快速地进行集成并满足所有最新游戏的需求。NVIDIA ConnectX SmartNIC或BlueField DPU网络解决方案通过流畅的流式传输与高服务质量完善了该平台。

其实从指令集角度来讲，Arm和X86是完全不同的，交互方式和实现方式也不一样。但是如果聚焦在AICAN平台，得益于NVIDIA SDK中的云游戏驱动(Cloud Gaming Driver)，指令集差异性问题得到了很好的解决。这意味着从应用层来看，开发者无需担心Arm指令集和X86指令集在云游方面存在的软件生态或迁移方面的差异。

“原生云游戏更符合游戏开发者的初衷。比如，他们可以不需要考虑硬件的限制；相比传统游戏大多在单卡上运行，原生云游戏就可以在多卡上运行，实现多人互动，体验更强、更极致。”张洁说。

浪潮AICAN服务器

华勤AICAN服务器

目前，Ampere正在和多家云游戏厂商包括NVIDIA、浪潮、腾讯等建立紧密合作，共同建立云游生态，希望打造一个由“Ampere云原生CPU+NVIDIA高性能GPU+NVIDIA云游开发包SDK”构成的三叉戟式的云游戏平台，让更多游戏爱好者以更经济、更便捷的方式享受更高品质的游戏娱乐内容。