Zo werkt de techniek achter cloudgaming op een Chromebook

Om de community kennis te laten maken met cloudgaming, organiseerden Tweakers Partners en Lenovo onlangs een testpanel dat aan de slag ging met een nieuwe Chromebook, de Lenovo IP 5 Chrome 16IAU7. In dit artikel gaan we in op de techniek achter cloudgaming.

Ondanks de komst van steeds snellere consoles zien gamers nog altijd veel voordelen in pc-gaming, zeker nu Sony en Microsoft hun exclusieve speltitels steeds vaker naar de pc brengen. Een bekend nadeel van pc-gaming is dat er relatief forse investeringen bij kijken. Althans, als gebruikers de allernieuwste games onder de beste grafische omstandigheden willen ervaren. Cloudgaming biedt voor de meer casual gamers een alternatief. Spelers hebben daarbij geen dure pc of laptop nodig, omdat de games worden gestreamd. Dat betekent vaak wel dat games niet met de hoogste grafische settings kunnen worden gespeeld.

Cloudgaming lijkt op het eerste gezicht misschien eenvoudig te realiseren, maar het is het resultaat van geavanceerde technologieën en technieken die samenwerken om een naadloze gaming-ervaring aan te bieden. Daar is het een en ander voor nodig.

Hardware en software

Om te beginnen wijkt de hardware die door cloudgaming-servers wordt gebruikt af van de
standaard grafische kaarten die je in een typische gaming-pc vindt. Cloudgaming-servers maken gebruik van zogenaamde high-density-gpu’s zoals de Tesla- en Grid-kaarten van Nvidia. Deze kaarten zijn ontworpen om meerdere game-instanties tegelijkertijd te ondersteunen. Daarnaast zijn multi-core-cpu's en grote hoeveelheden ram essentieel. Ze moeten talloze taken tegelijkertijd afhandelen, van het draaien van de game-engines zelf tot het afhandelen van de input van duizenden gebruikers tegelijk.

Naast dit alles speelt de software-architectuur een sleutelrol. Efficiënt gebruik van hardware is namelijk een must bij het hosten van games voor duizenden gebruikers. Technologieën zoals VM’s (Virtual Machines) en containers (bijvoorbeeld Docker) worden gebruikt om de hardware te isoleren en bronnen effectief te verdelen. Orkestratieplatformen zoals Kubernetes kunnen bij cloudgaming-providers automatisch game-instanties opstarten, beheren en schalen, op basis van de vraag.

Netwerk, streamen en input

Met betrekking tot de netwerkinfrastructuur gebruiken cloudgaming-platforms edge-computing in plaats van te vertrouwen op centrale datacenters. Gameservers worden hierdoor relatief dicht bij de gebruiker geplaatst, waardoor de latency vermindert. Content delivery networks (cdn's) worden ingezet om de gamedata snel aan de gebruikers te leveren. De videostream wordt via een netwerk van gedistribueerde servers verzonden, om de snelst mogelijke route naar de gebruiker te realiseren.

Voor het streamen van games wordt vaak realtime video-encoderingtechnologie gebruikt, zoals Nvidia's Nvenc. Die zet de visuele output van een game om in gecomprimeerde videopakketten die via het internet kunnen worden verzonden. Adaptieve bitrate-streaming past de kwaliteit van de videostream aan op basis van de beschikbare bandbreedte en netwerkomstandigheden, door de bandbreedte en cpu-capaciteit van de gebruiker realtime te detecteren. Dit gebeurt door het versturen van kleine pakketjes data naar de gebruiker en het meten van de tijd die het kost om deze pakketjes te ontvangen. Op basis van de metingen wordt de bitrate van de stream aangepast. Als de bandbreedte toeneemt, zal de bitrate worden verhoogd om een betere kwaliteit te leveren. Als de bandbreedte afneemt, zal de bitrate van de stream juist worden verlaagd, om buffering te voorkomen. Daarbij maakt adaptieve bitrate-streaming gebruik van een zogenaamde reserve. Die slaat een bepaalde hoeveelheid data op voordat hij wordt afgespeeld. Als de bandbreedte afneemt, kan de opgeslagen data worden gebruikt om de stream zonder buffering af te spelen.

Bij gaming kan elke milliseconde tellen, met name bij competitieve games. Wanneer een speler een knop indrukt, wordt de input via het UDP-protocol naar de server gestuurd. Servers verwerken die input en sturen onmiddellijk een reactie terug, in de vorm van videoframes. Protocol-optimalisaties zoals Googles QUIC-protocol (dat onderliggend HTTP/3 gebruikt) worden onderzocht om de latency van roundtrip-data verder te verlagen.

GeForce Now via cloudgaming

We brengen één specifieke streamingdienst kort voor het voetlicht, omdat hij op dit moment de beste techniek in huis lijkt te hebben. GeForce Now maakt gebruik van Nvidia RTX-servers. Die worden gezien als de nieuwe generatie cloudgaming-servers en er is een enorme sprong voorwaarts mee gemaakt op het gebied van schaalbaarheid en prestaties. De RTX 4080-servers van Nvidia bieden 64 teraflops - dat is ongeveer vijf keer het aantal van een Xbox Series X, volledige raytracing en DLSS 3. De 240Hz-modus belooft bij bepaalde games een end-to-end-latency van minder dan 40ms, wat beter is dan de latency bij het spelen op een Xbox Series X op 60Hz.

Teruglezen: testpanel Lenovo IP 5 Chrome 16IAU7

Op basis van bovenstaande technologie heeft de Lenovo IP 5 Chrome 16IAU7 alles in huis om via de cloud te gamen, zonder dat spelers daar heel veel moeite voor hoeven te doen. Dat was de algemene indruk van het testpanel dat zich hier onlangs over heeft gebogen. De samenvatting van de bevindingen kun je hier teruglezen. Wil je alle complete reviews van de Tweakers-community op je gemak teruglezen, dan kan dat hier. Wil je verder discussiëren over deze tests, dan kan dat in de comments onder dit artikel, of op het forum.

Dit artikel is geen redactioneel artikel, maar gesponsord en tot stand gekomen dankzij Lenovo en Tweakers Partners. Tweakers Partners is de afdeling binnen Tweakers die verantwoordelijk is voor commerciële samenwerkingen, winacties en Tweakers events zoals meet-ups, Developers Summit, Testfest en meer. Bekijk hier het overzicht van alle acties en events. Mocht je ideeën met ons willen delen over deze vorm van adverteren, dan horen wij dat graag. Hierover kun je met ons in gesprek via [Discussie] Reclame algemeen].

Reacties (16)

[CodeCaster]

Is deze marketing-bla gegenereerd door ChatGPT? "Hier zijn de specs van deze service, verzin een artikel". Wat staat hier nu eigenlijk?

[The Underminer]

Misschien, het valt iig op dat advertorials vaak van technisch lagere kwaliteit zijn, en uiteraard enkel positief zijn over een bepaald product.

Advertorial was me in dit geval duidelijk door het taalgebruik, had duidelijker aangegeven mogen worden. Maarja, ben net wakker, dat zal ook meespelen

[kiang]

had duidelijker aangegeven mogen worden.

Misschien is het omdat ik de site ken, maar het is in mijn ogen heel erg duidelijk:

• De link op de frontpage (en in je RSS reader) heeft ".Adv" als prefix
• Het stuk zelf heeft bovenaan een duidelijk banner met "advertorial" erop.

[MennoE]

En de tekst aan het einde van het artikel is ook vrij duidelijk vind ik.

[The Underminer]

Ja je hebt gelijk hoor, ik was gewoon nog niet wakker

[TStick]

Mja, ik heb Stadia geprobeerd toen Cyberpunk 2077 uitkwam. Het werkte an sich goed, ik vreesde vooraf vooral voor input latency, maar daar was eigenlijk helemaal geen sprake van. Het was juist de kwaliteit van de geleverde videostream die uitermate teleurstellend was. Vooral in donkere scènes deed de videocompressie echt afschuwelijke dingen met de game, grote donkere megapixels in bruintinten.

[Hoover]

Eens. Dit ervaar ik ook op Xbox cloud gaming of zelfs xbox local streaming met een heel stabiel netwerk.
Input lag is erg minimaal, zeker met wat ik speel, maar die compressie op een fullsize tv is soms vervelend.
Op een klein scherm zoals een ROG Ally is het wel heel goed om te doen en is op dit moment ook mijn favoriete manier om te gamen.

[nullbyte]

Ik heb bergen input lag. Het ligt er aan hoe dicht je bij dat datacenter zit.

[Albert020]

Neem gewoon een Xbox of PlayStation, dan ben je hier ook gelijk vanaf

[MrMonkE]

* MrMonkE pakt snel zijn zonnebril na het openen van dit artikel in de dark mode.
Die spierwitte banner.. precies het soort zaken waarom ik een adblocker heb.

[CH4OS]

Dan heb je in elk geval de (verborgen) sponsor banner gezien omdat het zo contrasteert!

[Linksquest]

Zeer interessant artikel, zeker weer iets van bijgeleerd.

[4play]

Bij advertenties als dit mis ik Stadia het meest. Ik heb daar vele uren met vol genoegen doorgebracht.

[eettjjuuhh]

Een Chromebook zou ideaal zijn icm Stadia. Wat was dat een mooie dienst. Helaas, is niet meer...

[novasurp]

Stadia was een stuk betere dienst dan GeForce Now.

[henk717]

Ik snap dat dit een excuus is om aandacht naar een chromebook te vestigen en te doen alsof dat leuk kan zijn voor een gamer. Maar ben wel benieuwd of dit artiekel wel klopt.

De video beelden worden vanaf een CDN verzonden? Hoe dan? Is dat niet een staaltje knip en plak werk van de normale video streaming kant?
Je hebt in dit geval te maken met een server die de stream encodeert en naar de gebruiker moet sturen, dan is het toch veel logischer dat die server dat net als remote play thuis heel snel encodeert en verbonden is met een netwerk met zeer goede peering?

Waarom zou je dan nog die latency willen verhogen door een CDN in te zetten? De stream hoeft niet te worden opgeschaald naar heel veel gebruikers zoals normaal wel het geval is en latency is veel belangrijker.

Dus ik ben benieuwd redactie, hoe komen jullie bij dat antwoord? Want de uitdaging om een centrale video stream zo snel mogelijk bij een gebruiker te krijgen en dan als oplossing de CDN gebruiken vind ik een nog veel interresanter concept dan het artiekel zelf. Als dit echt waar is moet daar een ongelovelijk staaltje techniek achter zitten en zou hier een extreem goede reden voor moeten zijn wil je dat zo inrichten.