不知从什么时候开始，人们的工作和生活都开始变得离不开手机，手机几乎握在每个人的手里。云+AI+5G技术加持下的新时代，有没有可能让手机不仅可以握在手里，更可以放在云上呢？

华为云鲲鹏云手机，就是这样一个具有跨时代意义的创新产品。

 

既然手机已经如此优秀

为何还需要云手机？

 

首先，云手机并不是说取代我们正在使用的手机终端，而是一种延展和补充。更多的是使用它的智能运行、弹性发放和集群控制等能力，让移动应用从手机终端运行，进化到可以在云端智能运行。

面向如越来越多的如自动化仿真测试、数据采集分析和新媒体营销等场景，单台手机的处理效率非常有限，通过云手机的方式，可以颠覆式地提升处理效率，帮忙企业大幅降本增效。

此外，通过云手机技术，还可以为游戏，直播等行业提供全新的互动体验方式，开拓新的商业模式和市场。

以云手游场景为例，因为游戏的内容实际上是在云上虚拟手机上运行，所以游戏对于最终玩家来说，无需下载，即点即玩，大幅提高玩家转换率。

同样道理，以直播场景为例，传统直播为主播一人控制，观众仅限于观看和文字层面互动，基于云手机开发的直播应用，控制权可以在多人之间灵活切换转移，实现更深层次的互动体验。

为何华为云

可以做到公有云业界独家？

 

▸硬件层面，Powered By Kunpeng，端云同架构

目前，全球一共有500多万移动APP，这些应用都是基于ARM指令集进行开发的，海量移动应用在向云上迁移的过程中，以前通常采用在通用CPU服务器上增加实时指令翻译来实现。但是这会带来两个问题：一是会有40%的性能损失，二是还有大约20%的代码库无法实时翻译。

鲲鹏处理器兼容ARM指令集，与移动APP天然同构，可支持移动APP无缝迁移到云上，性能零损失且无法二次开发工作量，为云手机奠定了硬件层面的基础。

▸软件层面，独有Monbox架构，打通云手机商用任督二脉

 

云手机想要实现商用，单有硬件层面的基础是远远不够的，Monbox软件架构正是打通云手机商用任督二脉的重要一步。

 

挑战1：单服务器云手机密度提升100%

 

前面提到，我们选择兼容ARM的鲲鹏服务器来运行云手机，免去指令集的翻译性能损耗。但这只解决了CPU的部分，业界开源的虚拟化和容器方案，都没有解决GPU性能问题。

Android应用，特别是游戏，都是使用OpenGL ES来做渲染加速。开源非直通方案，实现方式如图1。软件传输和翻译等处理会带来CPU、内存等资源额外的开销，导致性能、兼容性等问题。

华为云鲲鹏云手机将其彻头彻尾的进行调整改进，采用GPU直通方案，通过容器的方式，将GPU设备直接暴露给Android，驱动直接对接到Android的渲染框架，大幅提升了渲染的性能。

同时结合相关的驱动优化、绑核调整、容器隔离优化等一系列调优手段，实现单服务器云手机并发规提升100%。

 

 

 

图一

挑战2：媲美真机的端到端接入时延

 

何为端到端时延，我们这样举例，比如客户端接入到了一台云手机，打开了一个游戏。当这个用户，点击了游戏里面的一个按钮，比如攻击，那么从点击的这一瞬间，到用户看到游戏角色做出攻击动作的第一帧画面，就是端到端延时。

 

我们一般用高速摄像机来测量这个延时。目前真机是100ms级别的，业界做到的平均水平是150ms。这个延时越低，用户的体验越顺畅。

华为云将端到端的延时，拆解成指令输入、上传、GPU渲染、视频编码、回传图像、图像解码和显示到屏幕。这其中占了很大一部分延迟，消耗在将云手机渲染出来的每一帧图像，编码成视频流，传输并在对端进行解码。

 

虽然使用软件编码，编码帧率也能达到60FPS，但非常耗CPU资源。多用一个，用来跑应用的CPU就少一个，服务器上云手机的并发数量就会下降。其实x86上的GPU编码其实很成熟了，但是ARM上的还不行，因此华为云引入编码芯片来减轻CPU的负载。

 

华为在编码和传输的技术上也做了很多优化，比如将要编码的图像，按照一定的规则做分层，当带宽高的时候，用更高清的编码方式，传更多的高清内容过去。带宽低的时候，就只传粗糙的画面，动态适配带宽。

 

此外，传统图像编码传输过程中，每帧画面传输是串行的，渲染的时候，编码就需要等待，编码的时候，传输同样需要等待。

 

通过pipeline技术，把单帧又做了拆分，拆成了一条一条，渲染出一条的时候，编码就把这一条拿过来开始编码，编完了就交给传输。这样，一帧画面渲染完，编码、传输和解码也都同步完成。客户端把这一条一条重新拼在一起，渲染到屏幕上即可。

 

这样预期最高可降低40%编解码延时，且图像分辨率越高，降低越明显，整个过程对比如图2。

 

不仅如此，有了这些技术，再叠加上华为的网络加速技术，比如Link Turbo，复用WIFI、4G双通道，以及边缘云+5G的方案，进一步降低网络传输延迟，最终达到媲美真机的使用体验。

图二

挑战3：大幅降低接入流量，为客户节省更多成本

 

除了性价比、端到端延时，还有很重要的一部分是接入的流量。某些场景下，流量的成本甚至占到八成。所以降低流量成本，可以说是很多业务商业能走通的很大的一个因素，而且需要大幅降低。

 

当前编码主流还是用H.264，华为通过编码芯片加速向H.265演进，它的压缩比相比H.264高50%，可直接省一半流量。此外我们还可以从内容压缩策略上做文章，核心思想就是不降低主观感知，尽量减少图像大小。

 

衡量图像质量的率失真数学模型是连续的，但其实人眼主观感知是一个阶梯性的（如图3红黑曲线），也就是说，图像的画质降到某一个临界点，我们才会看的出来明显的变化，如果看的还是一个视频，影响会更小。

 

基于主观感知的大原则，加上SCC算法，把图像中重复的元素做压缩，对App界面这种类型效果非常好，接近一半。

 

游戏这种动态的也有近7%。以及基于AI的，用特定场景图像预先训练好编码的模型，来提升压缩率。

 

这些都是视频流的一些优化，但内容分辨率提升的时候，需要的算力和带宽也是成倍增长。因此我们也在研究指令流，这种方式是传输原始渲染指令和数据的，好处是画质不会有损失，传输的数据量跟分辨率也没有关系，在高分辨率的情况下，带宽节省优势会很明显。

 

图三

 

▸生态层面，更懂Andriod和终端

 

华为本身也是业界领先的终端研发制造商，在基础硬件、摄像头、基础传感器、位置传感器以及网络制式方面都有深厚的技术积累，华为云和终端的结合，可以为客户提供更接近真实手机的云手机使用体验。

在Android手机系统方面，华为也投入了大量的研发资源，面对亿级规模代码量的系统，华为可根据业务需求变化提供系统级的优化和运维能力。同时严选应用可借助华为终端应用市场，实现商业快速变现。

 

慧日云企

 

河北慧日信息技术有限公司创立于2012年，系北京赛诺贝斯营销技术股份有限公司全资子公司（股票代码：836311）。
公司坐落于石家庄市桥西区物联网大厦一层，总资产1亿元人民币，是一家以企业云应用、大数据技术、IDC基础设施为核心的高科技企业，通过河北省高新技术认证、河北省服务外包50强、河北省科技型创新企业、首批京津冀协同发展“瞪羚”企业，与华为、移动、腾讯、苏宁结成战略合作伙伴。
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