クラウドゲーム：Google StadiaとNVIDIA GeForce NOWのパフォーマンス

クラウドゲームは、ストリーミングとも呼ばれ、リモート接続を介してビデオゲームをプレイする機能です。



最新のゲームを最高のパフォーマンスで実行するための強力なコンピューターを構築し、数年ごとに更新する代わりに、月額契約で他の誰かのハードウェアを使用することができます。ゲームはリモートで実行され、ローカルコントローラーからのログインがデータセンターに送信され、リモートサーバーからのディスプレイがコンピューターに送信されます。



基本的には、ビデオストリームを再生できるデバイスのみが必要です。セットアップが簡単、プレイしやすく、心配する必要はありません-インターネット接続以外。



ここでは、NVIDIA GeForce NOWとGoogle Stadiaの2つの最も人気のあるゲームストリーミングサービスについて説明します。それらの要件、アーキテクチャ、パフォーマンスについて簡単に説明し、結果として将来についても触れます。



元のテキストの著者がいる米国のストリーミングサービスの作業（特に、テスト結果の関連性）に焦点を当てることに注意してください。この情報は、主な市場におけるストリーミングサービスの状態についてのアイデアを与えることができますが、ロシアの現在の状況を反映していません。パートナーを通じてGeForce NOW（GFN.ru）をリリースしましたが、Stadiaは正式にはサポートされていません。ローカルストリーミングサービスの調査に興味がある場合は、コメントでその点を書き込んでください。興味がある場合は、この点について検討します。



クラウドストリーミングを使用することには多くの利点があります。

• ゲームをダウンロード、インストール、更新する必要はありません。
• デバイスの物理メモリについて心配する必要はありません。
• 強力なコンピュータを構築する必要はありません。
• コンピュータ、携帯電話、タブレット、テレビなど、ほとんどどこでもプレイできます。

ただし、特定の欠点もあります。

• あなたは本当に良いインターネット接続が必要になります。
• オフラインでプレイできません。
• 出力遅延はローカルPCよりも高くなります。

クラウドゲームは完全に新しいものではなく、うまく発展するのに長い時間がかかっただけです。クラウドゲームを実行するために強力なデバイスは必要ありませんが、高品質で無制限のインターネットアクセスが必要です。これは、最近までのゲームストリーミングの主な問題でした：ネットワーク接続の不良、ネットワーク遅延の増加、データ負荷の制限。





ビデオ



をストリーミングするためのGoogleのインターネット帯域幅ガイドライン最低のストリーミング品質で再生するには、少なくとも10〜15 Mbpsのダウンロード速度が必要です。一方、4Kの場合は、少なくとも35 Mbpsである必要があります。



また、クラウドで再生するときに実際にビデオストリームをダウンロードするため、無制限のインターネットが必要になります。 4Kの最高品質の1時間のセッションでは、最大20 GBのデータをダウンロードする必要があります。 1か月間、1日1時間4Kを再生すると、合計で約430 GBのダウンロードになります。





ダウンロードされたデータのサイズがゲームストリーミングの使用状況にどのように依存するか、



そしておそらく、ここで最も重要なことはネットワーク遅延です。これが、ストリーミングビデオ（Netflixなど）とストリーミングビデオゲームの主な違いです。ビデオを見ているとき、あなたの家とNetflixデータセンターの間の遅延はあなたにとってそれほど重要ではありません、なぜならあなたは画面で起こっていることと直接対話する必要がないからです。



ビデオゲームの場合、状況は大きく異なります。コントローラボタンを押したときの反応を1秒ほど待たなければならない場合、ゲームは完全にプレイできなくなります。そして、この遅延は、ゲームのジャンルに応じて、まったく異なる方法で認識されます。



出力遅延は、ゲームのすべての遅延の合計です：コントローラーの遅延、処理、表示など。そしてもちろん、クラウドストリーミングの合計遅延の場合、これは最も重要なコンポーネントの1つです。





ゲームのジャンルに応じた待ち時間の認識



次に、各サービスについて個別に説明し、パフォーマンスの比較テストを行います。テストは米国で行われたため、ロシアの数値は異なる可能性があり、Google Stadiaはまだロシアで正式にリリースされていません。

NVIDIA GeForce NOW

NVIDIA GeForce NOWは、2020年2月にNvidiaによって開始されたクラウドゲームサービスです。



Google Stadiaとは異なり、GeForce NOWは独立したプラットフォームではありません。これは、Steam、Uplay、Epic Games Storeなどで既に所有しているゲームをストリーミングするための方法です。アカウントをGeForce Nowにリンクするだけで、すでに購入したゲームをプレイできます。すべてのゲームがこのサービスで利用できるわけではありませんが、GeForce Nowは数百のタイトルを提供しており、リストは常に増え続けています。





Nvidia



データセンターNvidiaは、自社と一部のパートナーデータセンター間の接続を使用しています。北米では9つ、西ヨーロッパでは6つ、ロシアでは2つ、日本では1つ、韓国では1つ、合計19つです。

価格

NVIDIA GeForce NOWサブスクリプション価格



NVIDIA GeForce NOWには、ベーシックとプレミアムの2つのサブスクリプションオプションがあります。



無料のメンバーシップを使用すると、標準のアクセス権を取得できます。いつ、どこでプレイするかによって、サーバーに空きスペースができるまで、他の無料のプレイヤーと並んでいる必要があります。さらに、ゲームの時間単位のセッションによって時間に制限があります。その後、進行状況を保存し、さらに1時間再生するためにキューに再登録する必要があります。



プレミアムサブスクリプションは、月額RUB 999（または米国では$ 4.99 /月）の有料プランです。順番待ちをせずにサーバーに優先的にアクセスでき、最大6時間連続でプレイできます。NVIDIAレイトレーシングテクノロジーを使用すると、より良い再生品質を得ることができます。

必要条件

GeForce Nowを使用するには、次のいずれかのビデオストリーミングデバイスが必要です。

• Windowsコンピュータ;
• Macコンピューター;
• NVIDIA SHIELD TVメディアプレーヤー。
• Androidスマートフォンまたはタブレット。

また、接続速度のあるインターネット接続：

• 60フレーム/秒で720p品質のビデオ再生の場合は15 Mbps。
• 1080p @ 60fpsビデオ再生では25Mbps。

動作原理

NVIDIA GeForce NOWアーキテクチャーNVIDIA GeForce NOW



は、すでに所有しているゲームをデバイス画面にストリーミングできます。このため、このサービスには、WindowsとSteam、Uplay、および他のゲームがすでにロードされている他のランチャーを備えた、いくつかのサーバーがプリインストールされています。したがって、たとえば「アサシンクリードオデッセイ」をプレイする場合、NvidiaはWindowsがインストールされたサーバーを使用し、Uplayとゲームがすでにロードされているため、起動する前に自分でダウンロードする必要はありません。



同様に、コンピューターでゲームを起動しますが、今回は自宅ではありません。画面で起こっていることは、ビデオストリームを介してブロードキャストされます。



コントローラーの実行ボタンを押すと、コンピューターがアクションをNvidiaデータセンターのサーバーにリダイレクトします。選択したリモートゲームで実行され、画面に表示されます。

Stadia

Stadiaは、2018年にGoogleが発表した新しいゲームプラットフォームです。



既に購入したコンピューターゲームを放送するNVIDIA GeForce NOWとは異なり、Stadiaはクラウドゲーム専用に設計されたゲームを備えた新しいプラットフォームです。Stadiaには独自のゲームカタログがあります。XboxまたはPlayStationでプレイするためにPCで既に所有しているゲームを再購入する必要があるのと同じように、Stadiaのゲームも再購入する必要があります。



Stadiaでは、ストリーミング用に調整されたゲームをプレイします。パブリッシャーと開発者は、サービスがすべて適切に機能することを確認するために、サービスに合わせてプロジェクトを微調整する必要があります。この目的のために、Stadiaは遅延、パケット損失などを備えて構築され、いくつかのタイプのインターネット接続をシミュレートし、それぞれでゲームがどのように実行されるかを観察しました。





Googleネットワークノードの場所



Stadiaデータセンターの正確なリストはありませんが、彼のアイデアは、ネットワークの待ち時間とリダイレクトの数を最小限に抑えるために、できるだけプレーヤーに近づけることです。これを行うために、Googleには世界中に7,500以上のネットワークノードがあり、YouTubeやGoogle Playなどの他のサービスからのコンテンツのキャッシュにすでに使用されています。これらの場所は、Stadiaが遊具を設置するためにも使用されます。

価格

Stadiaの価格



NVIDIAと同様に、Stadiaにも2種類のサブスクリプションがあります。



基本サブスクリプションでは、サービスに無料でアクセスできます。接続後、他のプラットフォームと同様に、必要なゲームを購入する必要があります。最大品質にはいくつかの制限もあります。ステレオサウンドで再生できるのは最大1080pのコンテンツのみです。



さらに必要な場合は、月額9.99ドルでStadia Proにサインアップして、追加機能のロックを解除できます。このサブスクリプションを使用すると、最大4Kの品質と5.1サラウンドサウンドでストリーミングできます。 Stadia Proには、ゲームと無料ゲームの割引が毎月含まれています。



Stadia Proで割引ゲームを購入してから基本サブスクリプションに戻った場合でも、引き続きプレイできます。ただし、これは無料ゲームでは機能しません。それらに戻るには、有料サブスクリプションを再度アクティブにする必要があります。

動作原理

Stadiaアーキテクチャ



Stadiaは新しいプラットフォームであるため、そのインフラストラクチャはNvidiaとは異なります。ゲームはLinuxサーバーで実行され、Stadiaで実行するように特別に設計されています。ゲームを開始すると、そのゲームの既存のビルドを含むLinuxのコピーが手に入ります。



Stadiaコントローラのボタンを押すと、入力がWi-Fiルーターに直接送信されるので、不要なジャンプを排除できます。アクションはStadiaサーバーで実行され、レスポンスがコンピュータに送信されます。



テクノロジーが舞台裏でどのように機能するかの詳細については、Google I / O'19のStadia Streaming Techビデオをご覧ください。

必要条件

Stadiaでプレイするには、次のいずれかのデバイスが必要です。

• Google Chromeがインストールされているコンピューター。
• Androidスマートフォンまたはタブレット。
• Chromecast Ultra。

接続側では、少なくとも次のものが必要です。

• 720p @ 60 fpsストリームの再生品質で10 Mbps。
• 4K品質@ 60 fpsで35 Mbps。

性能試験

そのため、テストには次の機器を使用しました。

• コンピューター：MacBook Pro（13インチ、2016、基本構成）;
• ネットワーク：5 GHzのGoogle Wi-Fi、MBPによる優先接続。
• （fast.com上の）インターネット接続速度のテストでは、ダウンロード-400 Mbit /秒、アップロード-30 Mビット/秒、遅延-6 msの値が示されました。

次の設定がNVIDIA GeForce NOWに設定されました。

• Bluetooth経由のNvidia Shieldコントローラー。
• Nvidiaプレミアムサブスクリプション。

そしてStadiaの場合：

• Wi-Fi経由のStadiaコントローラ。
• Stadia Proへのアクセス。

始まる時間

まず、各プラットフォームでゲームを起動するのにかかる時間を確認しましょう。これを行うには、ストップウォッチを使用して、マウスボタンが押された瞬間から経過した時間をカウントダウンします。





Stadiaの起動時間は21秒ですが、NVIDIAの場合は1分3秒に増加します。



GeForce NOWはSteamのストリーミングシェルであるため、この説明は非常に単純です。サービスはWindowsサーバーを使用し、Steamを起動してからゲーム自体を起動します。Stadiaでは、ゲームはサーバー上で直接実行されます。

出金の遅れ

出金の遅れは、クラウドゲームで最も重要な要素の1つです。大きすぎるとゲームをプレイできません。ゲームをリモートで起動する場合、ネットワークのレイテンシが出力レイテンシの大部分を占めます。



どちらのプラットフォームでも、バイナリビデオゲームファイルが実行されているサーバーがあるので、このサーバーがどのように「削除された」かを調べてみましょう。





NVIDIA Wireshark





ダンプStadia Wireshark ダンプ



Wiresharkは、NICを通過するトラフィックをリッスンおよびキャプチャするためのツールです。ゲームの開始後にネットワークパケットを聞くとき、リモートサーバーのIPアドレスを探します。クラウドゲームは大量のトラフィックを消費するため、UDP接続を探すときにパケットリストでこのアドレスを見つけるのは難しくありません。



NVIDIAのために、リモートサーバーのIPアドレスが24.51.19.228で、ビデオストリームを送信するために使用される自身のリモート・ポートが18671.ある



スタジアについては、リモートIPアドレスが136.112.42.157で、リモートポートが44700.である





NVIDIAのトレースルートの使用





コマンドを使用してコマンドをStadiaのtraceroute



IPアドレスとリモートポートの両方がわかっているため、ユーザーのコンピューターとリモートサーバー間の遅延値を確認できます。これを行うには、UDPパケットに対してtracerouteコマンドを使用します。



出力からわかるように、コンピューターとNVIDIAサーバーの間には10の遷移があります。コンピューターからパッケージを起動してサーバーに到達し、コンピューターに戻すまでの時間は30ミリ秒です。



Stadiaの場合、サーバーはより近く、ホップ数はわずか8です。往復時間は15ミリ秒です。



ここでも、Stadiaは2つの少ないルーターを使用するため、ここでは待機時間が短くなっています。 NVIDIAの値はStadiaの値の2倍ですが、ビデオゲームの遅延を示す良い指標です。





NVIDIAルート





長Stadiaルート長



この遅延はゲームにどのように影響しますか？これをテストするために、ジャンプするキャラクターの2つの短いゲームプレイシーケンスを記録してみましょう。コントローラーボタンが押されたことを認識するには、外部音も録音する必要があります。



これは最も正確な方法ではないことに注意してください。画面は60フレーム/秒（16.67 ms /フレーム）で記録されます。ただし、両方のプラットフォームで同じ方法を使用したため、かなり良い結果が得られたはずです。





両方のシーケンスは、ボタンを押し始めたことを示すサウンドサージと同期されました。



Stadiaの場合、ボタンを押してからキャラクターが動き始めるまでの時間はわずか119ミリ秒です。NVIDIAの場合、この値は182msです。



繰り返しになりますが、これが発生している理由を簡単に確認できます。遅延テストで明らかなように、Stadiaサーバーはユーザーに近い場所にあります。さらに、ワイヤレスコントローラーを使用すると、Stadiaの場合は、Wi-Fiルーターに接続されます。NVIDIAの場合は、Bluetooth経由でコンピューターに接続されます。これにより、別の遷移が追加されます。



それで、最高のクラウドゲームソリューションは何ですか？どちらを選ぶのか、そしてその理由は？



これら2つのソリューションのすべての側面を見てみましょう。

ライブラリのサイズ

利用可能なゲームの数



ここで、間違いなく、NVIDIA GeForce NOWにはより多くのライブラリがあります。このサービスは長年にわたってベータ版であり、Steam、Uplay、Epic Game Store、その他のランチャーで動作するため、約600の利用可能なゲームがあります。



まったく新しいプラットフォームとしてのStadiaは、NVIDIAに遅れをとっています。現時点では50のゲームしかありません。

ストリーム再生品質

サポートされているゲーム品質



どちらのプラットフォームも720pと1080pの品質をサポートしています。しかし、Stadiaにはさらに別の解像度があります-4K。

始まる時間

ゲームの



起動時間Stadiaは、起動時にNVIDIAよりもはるかに高速です。ゲームを開いているだけでも、Stadiaは競合他社より3倍高速です。

出金の遅れ

ゲーム



ラグと出力ラグStadiaの出力ラグもはるかに低くなっています。これは、コントローラーをWi-FiルーターおよびGoogleの開発されたインフラストラクチャに直接接続することで実現されます。これらの両方の要因により、StadiaはNVIDIAより30％高速になります。

結果

技術的な観点から見ると、StadiaはNVIDIA GeForce NOWよりもはるかに優れています。一方で、このプラットフォームが新しいという事実は、特にクラウドゲーム専用のゲームの開発を可能にし、GeForce NOWよりも優れたパフォーマンスを提供します。一方、このプラットフォームは新しいため、NVIDIAプラットフォームの場合のように、ストアライブラリに既にあるゲームをPCでプレイすることはできません。現在、このサービスはまだ限られた数の国でベータ版テスト中であり、潜在的なプレーヤーにあまり選択肢を提供していませんが、Cyber​​punk 2077やWatch Dogs：LegionなどのAAAタイトルのリリース、およびいくつかの独自の一時的な限定をすでに発表しています。