Best Practices for S-Class New Game Cloud

1. 背景紹介

1. ゲーム体験と品質の向上に伴い、クラウドコンピューティングへの要件も高度化

現在のゲーム市場では、RPG（Paladin など）、e スポーツ（CSGO、DOTA2 など）、MMORPG（原神、幻塔など）など、多種多様なジャンルのゲームが存在しています。幻塔は SF テーマのオープンワールドゲームとしても知られています。このほか、カードゲームや SLG ゲームなど、数多くのタイトルが展開されています。


ゲームメーカーはより多くのプレイヤーを獲得するため、ゲーム体験と品質の向上に力を注いでおり、インフラリソースへの需要もより大規模かつターゲットを絞ったものになっています。ゲーム業界では、クラウド移行について既に業界内のコンセンサスが形成されています。

クラウドコンピューティングは、ゲームメーカーがインフラリソースの技術力を強化し、コスト削減と効率化を実現する上で大きく貢献します。中でもエラスティックコンピューティングは特に重要です。

2. ゲームサービスにおけるエラスティックコンピューティングの需要

新ゲームのローンチ時には、さまざまな種類のサービスを提供する必要があります。一般的には、プラットフォームサービス、運用 BI サービス、ゲームサービスなどがあります。これらのサービスの中で、「ゲームサービス」はプレイヤー体験に最も大きな影響を与えるものであり、ゲームの中核部分でもあります。


ほとんどのゲームプロジェクトにおいて、エラスティックコンピューティングの観点から、ゲームサービスには主に 3 つの形態があります。

a. モノリシックアーキテクチャ
モノリシックアーキテクチャは、初期段階で非常に一般的なアーキテクチャであり、シンプルで構築が容易なことが特徴です。ゲームメーカーはビジネスロジックに集中し、インフラ機能をすべてクラウド事業者に任せることができます。このアーキテクチャは、現在でも多くの企業で使用されています。

b. モノリシック＋非コア機能分離型
このアーキテクチャは、現在比較的一般的なゲームサーバーの形態です。モノリシックアーキテクチャの特徴を継承しつつ、非コア機能を切り出し、グループごとにサーバーをデプロイします。

c. サービス指向アーキテクチャ
このアーキテクチャを使用するには、一定の技術スタックが必要です。ゲームサービスのモジュール化により開発効率は向上しますが、e スポーツや対戦サーバーなどのシナリオには適していません。同時に、アーキテクチャが複雑なため、遅延などのパフォーマンス問題が発生するリスクが高く、多くのゲームメーカーは導入を敬遠しています。
e スポーツや MMORPG のシナリオでは、最初の 2 つのアーキテクチャがより一般的に使用されています。ゲームメーカーはビジネスロジックに集中し、インフラ機能をクラウド事業者に任せることを好みます。

2. 事例紹介：エラスティックコンピューティングによる Perfect World の新作ゲームの柔軟なクラウドローンチ

1. プロジェクト背景

Perfect World は、世界有数のエンターテインメント企業グループです。グループの主要事業は、ゲーム、e スポーツ、映画・テレビなどのセクターをカバーしており、中でもゲームセクターが最も重要です。

Perfect World の代表的なゲーム作品

2021 年、Perfect World は Alibaba Cloud 上で複数の新作ゲームをリリースしました。ARPG ゲーム「戦神遺跡」や、MMORPG の SF オープンワールドゲーム「幻塔」などが含まれます。また、Perfect E-sports が制作したオンライン対戦プラットフォーム「Perfect World Competitive Platform」は、中国本土における CSGO と DOTA2 の独占運営権を有し、毎年 e スポーツ大会を開催して、世界中の e スポーツファンを集めています。

下图は、昨年 Perfect World がローンチした新作 S 級 MMORPG ゲームの全体構成です。


ゲームフレームワークに含まれるコアサービスは、プラットフォームサービス、運用 BI サービス、ゲームサービス、リーダーボードなどです。さらに、各サービスのディザスタリカバリとバックアップも構築されています。

2. プロジェクトの課題

究極のパフォーマンス体験と低レイテンシを実現し、1 台のサーバーで数千人のプレイヤーを収容するため、各ゲームサーバーを 1 TB メモリを搭載した超大規模クラウドサーバーにデプロイすることになりました。これはクラウドサーバー ECS にとって非常に大きな課題となりました。

- 単一サーバーで、数千人のプレイヤーを収容できる十分な設定と性能を確保し、各プレイヤーの高いリソース要件に対応すること
- 大容量メモリインスタンスを使用する場合でも、ビジネスの中断や損失のない運用を保証する高い安定性を確保すること
- サーバーオープン時に複数のアベイラビリティゾーンで数万コアのリソースを供給し、ゲームのピーク時、ローピーク時、安定期の切り替えに伴うサーバーオープンとサーバー統合の要件を満たす弾力性を備えること
ゲームサーバーは上記のコア要件を満たして、目標とする効果を達成する必要があります。このため、Alibaba Cloud は専用ソリューションを提供しています。

3. ソリューション

a. 強み 1：究極のパフォーマンス、第 7 世代 Ice Lake インスタンス

ゲームサーバーの高性能な CPU 要件に対応するため、複数回の選定テストを経て、2021 年にリリースされた SHENLONG アーキテクチャベースの第 7 世代インスタンスを採用することが最終決定されました。

SHENLONG アーキテクチャは 4 年間の安定運用実績があり、多くのクラウドベンダーの機能およびパフォーマンステストでトップを記録し、総合スコアは競合他社を大きく上回っています。

- プロセッサ：第 3 世代 Intel Xeon スケーラブルプロセッサ（Ice Lake）を採用、ベース周波数 2.7 GHz、オールコアターボ周波数 3.5 GHz、プロセッサとメモリの比率は 1:8
- ハイパースレッディングの有効化/無効化設定をサポート、ESSD クラウドディスクをサポート
- IPv6 をサポート、ネットワーク PPS 送受信能力は 2,400 万、ネットワーク帯域幅は 50 Gbps
- vTPM 機能をサポート、TPM/TCM チップによりサーバーからインスタンスまでの起動チェーンの信頼性測定を実現し、高度なセキュリティ機能を提供
- 適用シーン：
--高性能ゲーム、高性能データベース、メモリデータベースなどのシナリオ
--動画弹幕、通信サービス転送などの大量ネットワークパケット送受信シナリオ
--データ分析・マイニング、分散メモリキャッシュ
--セキュアで信頼性の高いコンピューティングシナリオ

パフォーマンステストでは、specint などのベンチマークモデルを使用して CPU のストレステストを実施しました。ビジネスレベルでは、複数のロボットジェネレーターが単一のゲームサーバーに同時にアクセスし、プレイヤーのゲームシーンをシミュレーションしてパフォーマンステストを行いました。テスト結果は顧客のニーズを十分に満たし、他の複数のクラウドコンピューティングベンダーを大きく上回りました。

b. 強み 2：安定性の保証、業界初の 1 TB ゲームサーバー無停止マイグレーション

安定性の要件については、主に Alibaba Cloud の強力な安定性システムに依存しており、以下の機能を提供しています。

- AI モデルに基づくデイリースキャンを定期的に実行し、潜在的なソフトウェアおよびハードウェアの障害を排除した上で、タイムリーに問題を発見・解決し、必要なスケジューリングを実施
- 強力なリソース市場機能を通じてリソースを高度に分散し、コアビジネスと非コアビジネスを区別して分散させることで、単一障害点によるビジネス損失を最小化
- 無停止マイグレーション機能によりビジネス中断を防止。業界初の 1 TB 超大容量メモリ無停止マイグレーション機能が本プロジェクトで採用
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高度なマイグレーション機能

- 柔軟なマイグレーションモード：VM の負荷タイプとノードコントローラーの負荷状況に応じて、適切なホットマイグレーションモードを柔軟に選択
- SHENLONG モデルのホットマイグレーション：SHENLONG 仮想マシンは業界初のデバイス直接ホットマイグレーション機能を提供。ホットマイグレーションの安定性：
- 超大容量 VM のマイグレーション中も、サービスを安定的に維持
主要なホットマイグレーションの実績

- 障害予測とホットマイグレーションにより、ECS の世界トップクラスの安定性 SLA（99.975%）を達成
- 非感知障害回避率：95% 以上

c. 強み 3：リソースプランニング、マルチリージョン、ストレステスト保証、バッチサーバーデプロイ

上記の機能に加え、プロジェクト全体を通じて一連の体系的な作業も実施されました。


- 初期容量推定/バッファー推定：
単一ゲームサーバーが想定するユーザー数と予想総ユーザー数に基づいて各モジュールのリソース使用量を推定し、過去の経験に基づいて予約バッファーリソースを決定

- インスタンス選定：
各ビジネスの特性に応じて適切なインスタンス仕様を決定し、仕様計画のアップグレード、リソース分散量、顧客の需要時期を組み合わせて、第 7 世代または第 7 世代高周波数インスタンス＋ESSD を推奨。たとえばゲーム向けには、e スポーツのシングルパフォーマンスと高速フィードバック体験の要件を満たす第 7 世代高周波数インスタンスを推奨。MMORPG ゲームでは、高設定・高性能の要件を満たす第 7 世代インスタンスを推奨

- リージョンとアベイラビリティゾーンの計画：
ターゲットリージョン内の適切なアベイラビリティゾーンを決定し、十分なキャビネットリソースを確保するとともに、S 級ゲームの後続ライフサイクルのスムーズな拡張を保証するため、ライフサイクルの長いアベイラビリティゾーンを選択

- ストレステストの保証：
専門チームが本番稼働前の複数ラウンドのストレステストを保証し、機能、パフォーマンス、安定性などの多層的な観点から検証とパフォーマンステストを実施。Alibaba Cloud がストレステストツールを提供するか、顧客が独自のストレステスト方法を使用して事前検証を実施

サーバーオープンまたはサーバー統合の保証：
仕様とリソースを決定した後、クラウドの弾性特性を活かしたバッチ自動サーバーオープンプランを決定し、ゲームビジネスのピーク時とローピーク時に合わせて、ビジネスが正常にサーバーオープンまたはサーバー統合できるようにします。ROS+OOS ソリューションを推奨。

4. 顧客価値

上記のソリューション能力と全プロセスにわたる保証サポートを組み合わせることで、顧客ビジネス側も以下のビジネス価値を得ています。


a. 究極のパフォーマンス体験
第 7 世代 SHENLONG アーキテクチャインスタンスによる、高性能・低レイテンシの体験

b. ビジネス中断ゼロ
超强安定性能力と、大容量メモリ仕様の無停止マイグレーション能力

c. 数百万プレイヤーの収容
複数アベイラビリティゾーンにおける数万コアのリソース供給により、高速なサービスローンチを実現