不知從什么時候開始，人們的工作和生活都開始變得離不開手機，手機幾乎握在每個人的手里。云+AI+5G技術加持下的新時代，有沒有可能讓手機不僅可以握在手里，更可以放在云上呢？

華為云鯤鵬云手機，就是這樣一個具有跨時代意義的創新產品。

 

既然手機已經如此優秀

為何還需要云手機？

 

首先，云手機并不是說取代我們正在使用的手機終端，而是一種延展和補充。更多的是使用它的智能運行、彈性發放和集群控制等能力，讓移動應用從手機終端運行，進化到可以在云端智能運行。

面向如越來越多的如自動化仿真測試、數據采集分析和新媒體營銷等場景，單臺手機的處理效率非常有限，通過云手機的方式，可以顛覆式地提升處理效率，幫忙企業大幅降本增效。

此外，通過云手機技術，還可以為游戲，直播等行業提供全新的互動體驗方式，開拓新的商業模式和市場。

以云手游場景為例，因為游戲的內容實際上是在云上虛擬手機上運行，所以游戲對于最終玩家來說，無需下載，即點即玩，大幅提高玩家轉換率。

同樣道理，以直播場景為例，傳統直播為主播一人控制，觀眾僅限于觀看和文字層面互動，基于云手機開發的直播應用，控制權可以在多人之間靈活切換轉移，實現更深層次的互動體驗。

為何華為云

可以做到公有云業界獨家？

 

?硬件層面，Powered By Kunpeng，端云同架構

目前，全球一共有500多萬移動APP，這些應用都是基于ARM指令集進行開發的，海量移動應用在向云上遷移的過程中，以前通常采用在通用CPU服務器上增加實時指令翻譯來實現。但是這會帶來兩個問題：一是會有40%的性能損失，二是還有大約20%的代碼庫無法實時翻譯。

鯤鵬處理器兼容ARM指令集，與移動APP天然同構，可支持移動APP無縫遷移到云上，性能零損失且無法二次開發工作量，為云手機奠定了硬件層面的基礎。

?軟件層面，獨有Monbox架構，打通云手機商用任督二脈

 

云手機想要實現商用，單有硬件層面的基礎是遠遠不夠的，Monbox軟件架構正是打通云手機商用任督二脈的重要一步。

 

挑戰1：單服務器云手機密度提升100%

 

前面提到，我們選擇兼容ARM的鯤鵬服務器來運行云手機，免去指令集的翻譯性能損耗。但這只解決了CPU的部分，業界開源的虛擬化和容器方案，都沒有解決GPU性能問題。

Android應用，特別是游戲，都是使用OpenGL ES來做渲染加速。開源非直通方案，實現方式如圖1。軟件傳輸和翻譯等處理會帶來CPU、內存等資源額外的開銷，導致性能、兼容性等問題。

華為云鯤鵬云手機將其徹頭徹尾的進行調整改進，采用GPU直通方案，通過容器的方式，將GPU設備直接暴露給Android，驅動直接對接到Android的渲染框架，大幅提升了渲染的性能。

同時結合相關的驅動優化、綁核調整、容器隔離優化等一系列調優手段，實現單服務器云手機并發規提升100%。

 

 

 

圖一

挑戰2：媲美真機的端到端接入時延

 

何為端到端時延，我們這樣舉例，比如客戶端接入到了一臺云手機，打開了一個游戲。當這個用戶，點擊了游戲里面的一個按鈕，比如攻擊，那么從點擊的這一瞬間，到用戶看到游戲角色做出攻擊動作的第一幀畫面，就是端到端延時。

 

我們一般用高速攝像機來測量這個延時。目前真機是100ms級別的，業界做到的平均水平是150ms。這個延時越低，用戶的體驗越順暢。

華為云將端到端的延時，拆解成指令輸入、上傳、GPU渲染、視頻編碼、回傳圖像、圖像解碼和顯示到屏幕。這其中占了很大一部分延遲，消耗在將云手機渲染出來的每一幀圖像，編碼成視頻流，傳輸并在對端進行解碼。

 

雖然使用軟件編碼，編碼幀率也能達到60FPS，但非常耗CPU資源。多用一個，用來跑應用的CPU就少一個，服務器上云手機的并發數量就會下降。其實x86上的GPU編碼其實很成熟了，但是ARM上的還不行，因此華為云引入編碼芯片來減輕CPU的負載。

 

華為在編碼和傳輸的技術上也做了很多優化，比如將要編碼的圖像，按照一定的規則做分層，當帶寬高的時候，用更高清的編碼方式，傳更多的高清內容過去。帶寬低的時候，就只傳粗糙的畫面，動態適配帶寬。

 

此外，傳統圖像編碼傳輸過程中，每幀畫面傳輸是串行的，渲染的時候，編碼就需要等待，編碼的時候，傳輸同樣需要等待。

 

通過pipeline技術，把單幀又做了拆分，拆成了一條一條，渲染出一條的時候，編碼就把這一條拿過來開始編碼，編完了就交給傳輸。這樣，一幀畫面渲染完，編碼、傳輸和解碼也都同步完成。客戶端把這一條一條重新拼在一起，渲染到屏幕上即可。

 

這樣預期最高可降低40%編解碼延時，且圖像分辨率越高，降低越明顯，整個過程對比如圖2。

 

不僅如此，有了這些技術，再疊加上華為的網絡加速技術，比如Link Turbo，復用WIFI、4G雙通道，以及邊緣云+5G的方案，進一步降低網絡傳輸延遲，最終達到媲美真機的使用體驗。

圖二

挑戰3：大幅降低接入流量，為客戶節省更多成本

 

除了性價比、端到端延時，還有很重要的一部分是接入的流量。某些場景下，流量的成本甚至占到八成。所以降低流量成本，可以說是很多業務商業能走通的很大的一個因素，而且需要大幅降低。

 

當前編碼主流還是用H.264，華為通過編碼芯片加速向H.265演進，它的壓縮比相比H.264高50%，可直接省一半流量。此外我們還可以從內容壓縮策略上做文章，核心思想就是不降低主觀感知，盡量減少圖像大小。

 

衡量圖像質量的率失真數學模型是連續的，但其實人眼主觀感知是一個階梯性的（如圖3紅黑曲線），也就是說，圖像的畫質降到某一個臨界點，我們才會看的出來明顯的變化，如果看的還是一個視頻，影響會更小。

 

基于主觀感知的大原則，加上SCC算法，把圖像中重復的元素做壓縮，對App界面這種類型效果非常好，接近一半。

 

游戲這種動態的也有近7%。以及基于AI的，用特定場景圖像預先訓練好編碼的模型，來提升壓縮率。

 

這些都是視頻流的一些優化，但內容分辨率提升的時候，需要的算力和帶寬也是成倍增長。因此我們也在研究指令流，這種方式是傳輸原始渲染指令和數據的，好處是畫質不會有損失，傳輸的數據量跟分辨率也沒有關系，在高分辨率的情況下，帶寬節省優勢會很明顯。

 

圖三

 

?生態層面，更懂Andriod和終端

 

華為本身也是業界領先的終端研發制造商，在基礎硬件、攝像頭、基礎傳感器、位置傳感器以及網絡制式方面都有深厚的技術積累，華為云和終端的結合，可以為客戶提供更接近真實手機的云手機使用體驗。

在Android手機系統方面，華為也投入了大量的研發資源，面對億級規模代碼量的系統，華為可根據業務需求變化提供系統級的優化和運維能力。同時嚴選應用可借助華為終端應用市場，實現商業快速變現。

 

慧日云企

 

河北慧日信息技術有限公司創立于2012年，系北京賽諾貝斯營銷技術股份有限公司全資子公司（股票代碼：836311）。
公司坐落于石家莊市橋西區物聯網大廈一層，總資產1億元人民幣，是一家以企業云應用、大數據技術、IDC基礎設施為核心的高科技企業，通過河北省高新技術認證、河北省服務外包50強、河北省科技型創新企業、首批京津冀協同發展“瞪羚”企業，與華為、移動、騰訊、蘇寧結成戰略合作伙伴。
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