클라우드를 유지하는 시스템

MIT 뉴스 오피스 웹사이트에서 다운로드할 수 있는 이미지는 Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives 라이센스에 따라 비영리 단체, 언론 및 일반 대중에게 제공됩니다. 제공된 이미지를 크기에 맞게 자르는 것 외에는 변경할 수 없습니다. 이미지를 복제할 때는 크레디트 라인을 사용해야 합니다. 아래에 제공되지 않은 경우 이미지를 "MIT"로 표시하십시오.

이전 이미지 다음 이미지

클라우드에서 원격으로 비디오 게임을 플레이하는 클라우드 게임은 코로나19 팬데믹이 한창이던 시기에 발생한 폐쇄 조치와 게임 하드웨어 부족 기간 동안 전례 없는 성장을 목격했습니다. 오늘날 급성장하는 산업은 60억 달러 규모의 글로벌 시장과 전 세계 2,300만 명 이상의 플레이어를 포괄합니다.

그러나 장치 간 동기화는 클라우드 게임과 더 넓은 네트워킹 분야에서 여전히 지속적인 문제로 남아 있습니다. 클라우드 게임에서는 비디오, 오디오 및 촉각 피드백이 하나의 중앙 소스에서 일반적으로 별도의 네트워크에서 작동하는 플레이어의 화면 및 컨트롤러와 같은 여러 장치로 스트리밍됩니다. 이러한 네트워크는 동기화되지 않아 두 개의 별도 스트림 사이에 지연이 발생합니다. 플레이어는 화면에서 어떤 일이 일어나는 것을 본 다음 0.5초 후에 컨트롤러에서 이를 들을 수 있습니다.

이 문제에서 영감을 받아 MIT와 Microsoft Research의 과학자들은 두 장치로 전송되는 스트림을 동기화하는 독특한 접근 방식을 취했습니다. Ekho라는 시스템은 클라우드 서버에서 스트리밍되는 게임 오디오에 들리지 않는 백색 소음 시퀀스를 추가합니다. 그런 다음 플레이어 컨트롤러에서 녹음한 오디오의 해당 시퀀스를 수신합니다.

Ekho는 이러한 노이즈 시퀀스 간의 불일치를 사용하여 스트림 간 지연을 지속적으로 측정하고 보상합니다.

실제 클라우드 게임 세션에서 연구원들은 Ekho의 신뢰성이 매우 높다는 것을 보여주었습니다. 시스템은 대부분의 경우 스트림 간 간격이 10밀리초 미만으로 동기화된 상태를 유지할 수 있습니다. 다른 동기화 방법에서는 50밀리초 이상의 지속적인 지연이 발생했습니다.

Ekho는 클라우드 게임용으로 설계되었지만 이 기술은 여러 증강 현실 또는 가상 현실 헤드셋을 활용하는 교육 상황과 같이 다양한 장치로 이동하는 미디어 스트림을 동기화하는 데 더 광범위하게 사용될 수 있습니다.

“때로는 좋은 해결책이 나오기 위해 필요한 것은 자신에게 정의된 것 밖에서 생각하는 것뿐입니다. 전체 커뮤니티에서는 네트워크를 통한 동기화를 통해 이 문제를 해결하는 방법에 대해 고심했습니다. 방에서 오디오를 들으며 두 스트림을 동기화하는 것은 이상하게 들렸지만 매우 좋은 솔루션으로 판명되었습니다.”라고 Ekho를 설명하는 논문의 주요 저자이자 전기 공학 및 컴퓨터 과학(EECS) 대학원생인 Pouya Hamadanian은 말합니다.

Hamadanian은 Microsoft의 소프트웨어 개발자인 Doug Gallatin이 이 논문에 합류했습니다. 전기 공학 및 컴퓨터 과학 부교수이자 컴퓨터 과학 및 인공 지능 연구소(CSAIL) 회원인 Mohammad Alizadeh; 수석 저자이자 Microsoft Research의 수석 연구원인 Krishna Chintalapudi입니다. 이 논문은 ACM SIGCOMM 컨퍼런스에서 발표될 예정입니다.

시계 밖에서

클라우드 게임의 스트림 간 지연의 핵심은 클럭 동기화라고 알려진 네트워킹의 근본적인 문제입니다.

“컨트롤러와 화면이 시계를 보면서 동시에 동일한 것을 볼 수 있다면 모든 것을 시계와 동기화할 수 있습니다. 그러나 시계 동기화에 대한 많은 이론적 연구는 결코 극복할 수 없는 특정 한계가 있음을 보여줍니다.”라고 Hamadanian은 말합니다.

많은 접근 방식은 핑퐁 메시징을 통해 시계 동기화를 시도합니다. 여기서 장치는 핑 메시지를 서버에 보내고 서버는 퐁 메시지를 다시 보냅니다. 장치는 메시지가 반환되는 데 걸리는 시간을 계산하고 해당 값을 절반으로 줄여 네트워크 지연을 계산합니다.