この冬季オリンピックのブラックテクノロジーは毛細血管にまで届くほど精巧だ

この記事はAI新メディアQuantum Bit（公開アカウントID：QbitAI）より許可を得て転載しております。転載については出典元にお問い合わせください。

みなさんこんにちは。冬季オリンピック熱に便乗してまたここに来ました（犬頭）。

結局のところ、この冬季オリンピックは、エキサイティングな競技だけでなく、その背後にあるブラックテクノロジーが頻繁に公開され、トピック選択用の小さな黒板がいっぱいになるほど圧倒的でした。

開会式の「一歩一歩に雪の結晶」から、試合中にネットワーク全体から感謝された「チーター」と「空飛ぶ猫」、各ライブ放送室で手話解説をしたり「Bing Dwen Dwen」を宣伝したりするデジタルの人々まで、これはスポーツファンだけでなく、テクノロジー愛好家にとってもごちそうでした。

実際、上記は目に見えるものだけです。さらに深く掘り下げてみると、この冬季オリンピックの背後にあるテクノロジーによってもたらされた変化が、氷と雪の競技のあらゆる部分に浸透し、あらゆるところに存在していることがわかります。

なんと言えばいいでしょうか？

スピードスケート競技で「バレットタイム」と呼ばれる特殊効果を見たことがありますか？

120台のカメラで撮影された映像と、1か月以上にわたるポストプロダクションスタッフの努力のおかげで、「マトリックス」のネオはこれらのクールな数秒を実現できました。

しかし、現在では冬季オリンピックでは、このような特殊効果を 1 分以内に自動的に合成し、試合の生中継とともに即座に観客に提供できるようになりました。

それがこれほど迅速に実行できた理由は、今回の冬季オリンピックにおける大きな変化、つまり冬季オリンピックのコアシステムの初の完全なクラウド移行に直接関係しています。

クラウドコンピューティングを活用することで、数十の撮影アングルから構成される数十の4K高解像度信号コンテンツを数分以内に送信・処理できるだけでなく、イベントを放送するテレビ局は現場に人を派遣する必要さえありません。 4K/8Kのイベント映像をクラウド上で取得し、編集・放送まで完結できます。

データによれば、クラウド放送を採用した北京冬季オリンピックでは、平昌冬季オリンピックに比べて、現地の放送局が約32％少なかった。

それだけではありません。

実際、より基本的な観点から見ると、完全なクラウド移行はオリンピックカーを新しいエンジンに交換するようなものです。

クラウド冬季オリンピックは、このような世界的イベントの IT アーキテクチャと通信方法に革命をもたらし、「不可能を可能にする」ことさえあります...

バッハ：クラウド技術がオリンピックの新たな基準を確立

2004年に戻りましょう。

当時、アテネオリンピックは全世界の注目を集めていました。

アリババクラウドのオリンピックプロジェクトの責任者である張大志氏は、そのオリンピックの技術的準備の目撃者として、関連する技術的準備は実際には大会の4〜5年前から続いていたと語った。

ほとんどの時間は、従来のデータセンターの構築に費やされます。

組織委員会は、パートナーやサプライヤーの協力を得たとしても、機器の棚への設置からその後の運用・保守管理まで、すべてに自ら注意を払う必要があります。

その結果、大会運営委員会は大会の基本的なサポート業務である技術管理に多大な時間と労力を費やす必要があり、設備費や人件費も莫大なものとなる。

そして、より大きな問題は試合後になるかもしれない。10日以上の競技の後、この仮設データセンターは役に立たなくなり、解体すると必然的に大量のリソースが無駄になる。

ちょうどその頃、テクノロジーの世界でクラウドという概念が登場し始めました。

2004 年、Google は分散ファイル システム、並列コンピューティング、分散データベースに関する 3 つの記事を公開し、集中型から分散型へのコンピューティング システムの進化の基礎を築きました。

同じ時期に、インターネットの発展により、世界のバックボーンネットワークインフラは飛躍的な進歩を遂げました。

2008年、アリババはクラウドコンピューティング戦略を確立しました。翌年、アリババクラウドが正式に設立され、同社が開発したクラウドオペレーティングシステムは「飛天」と名付けられました。

FeiTian の発展への道のりは、非常に困難なものでした。かつてエンジニアたちは疑念の中で前進しようと奮闘し、「ヒューマンコンピューティング」と呼ばれていました。 2013年になって初めて、アリババクラウドは世界で初めて5,000台のサーバーのコンピューティングパワーを外部に提供し、飛天の研究開発は大きな進歩を遂げました。

FeiTian は、世界中のさまざまな地域のデータセンターにある何百万ものサーバーをスーパーコンピューターに接続する巨大なネットワークのようなものです。企業や個人は、どこにいても、インターネットに接続していれば、無制限のコンピューティングパワーを得ることができます。

これは目に見えない形で、4年ごとに開催都市が変わるオリンピックに非常に適したインフラストラクチャを提供します。 2016 年、クラウド コンピューティングがついに国際オリンピック委員会の視野に入りました。当時、クラウド テクノロジーはかなり成熟しており、ストレージ、ネットワーク、ビデオなどのテクノロジーにおいて従来の IT に取って代わり、新しいタイプのインフラストラクチャとなっていました。

当時、アリババクラウドがサポートするダブル11のトラフィックは、1秒あたり175,000件の取引注文と1秒あたり120,000件の支払いのレベルに達していました。

このようなレベルの交通ピークをスムーズに通過する能力は、国際オリンピック委員会の注目を集めました。

2017年、アリババクラウドのエンジニアが10分でクラウドベースの放送グレードのライブ放送環境を構築できることを現場で実証した後、国際オリンピック委員会はついに同社に協力することを決定しました。これにより、Alibaba Cloud は国際オリンピック委員会の唯一のグローバル クラウド サービス パートナーとなりました。

これは、オリンピックを開催するために、ゼロから新しいデータセンターを構築する必要がなくなったことを意味します。

このように、クラウドへの移行後、オリンピックの IT 構築モデルは完全に覆されました。

組織委員会は、機器の調達、運用・保守管理などを心配する必要がなくなり、オンライン システムの要件に応じて、既存の Alibaba Cloud クラウド コンピューティング機能を使用するだけで済みます。

張大志氏は、新しいシステムを立ち上げる際、アリババクラウドは必要なクラウド環境を数分で構築できることを明らかにした。

オリンピックが開催されるにつれて、オリンピックシステムにおけるコンピューティング能力とストレージリソースの需要が高まり、クラウドサービスは急速に拡大する可能性があります。

これは従来の IT インフラストラクチャ構築では非常に困難です。展開、テスト、オンライン展開にサーバーを追加するには、通常 1 ～ 2 か月かかります。

これにより、オリンピックの IT インフラストラクチャ構築にかかるコストは間違いなく大幅に削減されます。

これまでの「壊して建てて壊す」という慣習によって生じた無駄も効果的に解決されました。オリンピックに提供されたすべてのコンピューティング リソースと製品は、オリンピック終了後もリリースされ、クラウド コンピューティングを必要とする他の顧客に引き続き提供されます。

同時に、クラウドオリンピックは「グリーンオリンピック」という新たなトレンドにさらに沿っています。北京冬季オリンピック データ センターでは、自然空冷、液浸液冷却、インテリジェント温度制御などの技術を採用し、機械冷却をゼロにし、エネルギー消費を 70% 以上削減しています。エネルギー効率比 PUE は1.09まで低下します。

注: PUE = データセンターの総エネルギー消費量 / IT 機器のエネルギー消費量。 1 に近いほど、エネルギー効率レベルが高くなります。

実は、この新しいIT構築ロジックは、2021年に開催される東京オリンピックで試されています。東京オリンピックでは、初めてクラウド放送が採用されたのです。

2022年には北京冬季オリンピックの基幹システムが正式に完全にクラウドに移行される予定です。

IOCのバッハ会長は次のように述べた。

クラウドコンピューティングはオリンピックに新たな技術基準を残しました。

冬季オリンピックはオンラインで開催されますが、なぜ今ですか?

クラウド コンピューティングとオリンピックの交差点を整理した後、2022 年のオリンピックでクラウド コンピューティングが全面的に採用された理由がより明確になりました。

それは主に2つの側面に分けられます。

一つの側面はオリンピックそのものから来ています。オリンピックは常に、最先端の技術を披露する場となってきました。さらに、これらのテクノロジーの登場は単に「筋肉を誇示する」ためだけではなく、むしろオリンピックにとって緊急の必要性である。

オリンピックは、人間が体力の限界に挑戦するスポーツ競技であるため、微妙な違いが大きな意味を持つことが多い。こうした詳細をより正確に判断し、世界中の観客に提示する方法は、オリンピックが一貫して追求している目標です。

一方、オリンピックは最先端技術の最高のテストの場の一つでもあります。

オリンピックの開催は、常に高い基準と高い要件があることで知られています。その背景には、競技そのもののあらゆる面を厳しく管理するだけでなく、競技の現地中継、選手村の運営と維持、人員の組織と管理などを慎重に調整し、ミスや失敗の可能性を最小限に抑える努力があります。

そのため、オリンピックで披露されるような技術は、すでにある程度の規模まで発展し、大きな事態にも対応できるレベルに達していることが多いのです。

これら 2 つの要因により、冬季オリンピックの完全なクラウド移行は自然な流れとなりました。

まず、テクノロジーの成熟度を見てみましょう。

自社開発のコアクラウドネットワーク技術

今年は、オリンピック放送サービス（OBS）とアリババクラウドが開発したOBSクラウドがオリンピック競技の放送を全面的に担当することになり、オリンピック放送はもはや衛星伝送だけに依存しなくなりました。

クラウド上では、ライブ放送信号は放送車両や現場の編集設備、信号送信機を経由する必要がなくなり、クラウド上に展開されたグローバル ネットワークを通じて世界中に直接送信されます。

クラウド放送をサポートするこのネットワーク技術は、中国のプログラマーによって洛河の神にちなんで「洛神」と名付けられました。古代では、河川輸送は非常に重要かつ高速な輸送手段であり、河川網は今日のネットワークと同様に非常に重要でした。

「Luoshen」は Feitian のネットワーク サブシステムです。一方で、ネットワーク仮想化を通じてユーザーにネットワーク製品とサービスを提供します。一方、基盤となる技術システムとしては、コンピューティング、ストレージ、データベースなど、ほぼすべての Alibaba Cloud 製品をサポートしています。

そのコア機能は、超大規模、超高性能、超強力な弾力性の 3 つの側面に分けられます。

• 超大規模: クラウド上でブロードキャストするための「パイプ」が十分にあることを意味します。 Alibaba Cloud Network は、各リージョンに数百万の VPC があり、VPC ごとに 30 万のインスタンスを備えた超大規模な機能を備えています。
• 超高性能：「チューブが十分に厚い」ことを保証するために、自社開発のShenlong MOCカードを使用し、ソフトウェアとハ​​ードウェアの統合を通じてVPCの基本コンポーネントを最適化し、レイテンシを大幅に削減します。
• 超弾力性: NFV プラットフォームは、複雑なビジネス ネットワーク要素の超高柔軟性と弾力性を実現します。

弾力性はクラウド コンピューティングの中心的な利点の 1 つであり、実際のニーズに応じてネットワークのコンピューティング能力を柔軟に拡大または縮小できます。この技術は、毎年ダブル11イベント中に発生するトラフィックの急増を解決するために使用されます。

これは主に、コンピューティング ノードに基づくネットワーク機能テクノロジを構築し、ネットワークの超弾力性を実現することによって実現されます。

冬季オリンピックでは、開会式を観ているときなど、同様の状況が頻繁に発生します。

インターネットに大量の視聴者が集まるということは、日常のネットワークのアクセスの山と谷とはまったく異なります。このとき、大量のユーザーアクセスを運ぶために帯域幅を迅速に調整する必要があります。

ただし、この帯域幅は通常の状況では使用されない可能性があり、ピーク期間後のアイドル状態の無駄を避けるために、ピーク期間後にパブリック コンピューティング プールにすぐに返却されます。

さらに、Network Intelligent Service と呼ばれるオペレーティング システムがあり、これは主にクラウド ネットワーク サービスの安定性と信頼性を確保するために使用されます。

これは、リアルタイムおよびオフラインコンピューティングに基づくビッグデータ分析システムです。ネットワークを計画する際に、エンジニアがより効率的にネットワークを構築するのに役立つ参照データを提供できます。運用中に、ネットワーク全体のどの部分に異常が発生しやすいかを分析し、その原因を分析できます。

たとえば、ネットワーク ジッタが発生した場合、このシステムはジッタの原因、それがもたらす結果、解決方法などの問題を分析できます。

バッハとシャオヤオジのクラウド会議を例にとると、アリババクラウドネットワークは、大規模で弾力性の高い基盤ネットワークを提供するだけでなく、バ​​ックアップ用の回線も使用し、ネットワーク障害の可能性をリアルタイムで監視する監視システムも備えています。

元の回線で障害が検出されると、システムは自動的にバックアップ回線に切り替えて、クラウド通話が中断されないようにします。

現在、Alibaba Cloud のネットワークシステムは、ネットワークの切り替えと回復の時間を約秒に制御できるため、ユーザーは視聴時に遅延をほとんど感じません。

インテリジェントなストレージとコンピューティングを分離したクラウドストレージ

クラウド放送は、送信だけではなく、編集、制作、保存などの機能も含まれており、クラウドストレージのサポートが必要です。

例えば、「オリンピック放送クラウド」で提供されるリアルタイム編集プラットフォームでは、スタッフは今冬季オリンピックのすべての映像にクラウド上でアクセスできるだけでなく、カットや編集もクラウド上で行うことができます。

これには、データの「ホット ストレージとコールド ストレージ」が含まれます。

リアルタイムで編集する必要があるコンテンツは、読み取り待ち時間が短く、帯域幅が大きい「ホット ストレージ領域」に保存されます。 TB レベルのキャッシュをサポートし、読み取りと書き込みを高速化し、レイテンシを削減し、数十の 4K ビット レートでの編集作業をサポートできます。

編集作業が完了すると、この映像はオリンピックの歴史的な映像とともに、よりエネルギー効率の高い温蔵エリアや冷蔵エリアに順次流される予定だ。

例えば、IOCは今年、「100周年記念オリンピック」計画を立ち上げました。これは、今冬季オリンピックと過去のオリンピック大会のすべてのデータと画像をクラウドに移行して保存し、長期保存するというものです。

履歴画像の場合、Alibaba Cloud はインテリジェントな階層化方法を使用してファイルを自動的に分類します。データアクセスの頻度に応じて、ストレージオブジェクトを4 つのレベルに分割できます。

標準タイプ、低周波タイプ、アーカイブタイプ、コールドアーカイブタイプがあります。

たとえば、人気選手や試合のビデオ映像は、いつでも簡単にアクセスできるように、標準のストレージ タイプに自動的に保存されます。長期間アクセスされないデータは、最下位レベルのコールド アーカイブ タイプに配置されます。

コールド アーカイブ タイプのデータの場合、ストレージ コストの大部分は電気代から発生することに注意する必要があります。

そのため、Alibaba Cloud は独自にシングル高密度ディスクキャビネットを設計し、インテリジェントな電源オン/オフアルゴリズムと組み合わせることで、ストレージのパフォーマンスとエネルギー消費のバランスをさらにとり、コストをさらに削減できるようになりました。

つまり、データは物理的なハードディスクに保存されます。ハードディスクがいっぱいになると電源が切れます。対応するデータを読み取る必要がある場合にのみ、システムはハードディスクを再起動します。

現在、このストレージ技術セットの信頼性と可用性は、1日あたり数万TB、数十億件のリクエストを伴う実際のビジネスで繰り返し検証されています。

さらに、データを保存する際にはデータセキュリティの問題を考慮する必要があります。

Alibaba Cloud Network は、クラウドホスト型とオフライン型の両方のキー管理をサポートする 5 つのキー管理モードを提供できます。また、別の保護対策である WORM (write once read many) もサポートしており、これは一度書き込み、何度も読み取ることをサポートし、保存されたデータがアクセス時に改ざんされないことを保証します。

冬季オリンピックのクラウド移行は、技術の成熟度に加え、クラウドコンピューティングの規模の発展とも密接に関係しています。

2020年、国内クラウドコンピューティング市場全体の規模は1,781億元に達し、成長率は33%を超えました。そのうち、パブリッククラウド市場規模は990.6億元に達し、前年比43.7%増加した。プライベートクラウド市場規模は791.2億元で、前年比22.6%増加した。

IDCの「中国パブリッククラウドサービス市場（2021年第3四半期）追跡レポート」によると、中国のパブリッククラウドサービスの市場規模は昨年第3四半期に457億6100万元に達した。

市場の繁栄の裏側には、国家レベルでの強力な支援があります。

デジタルインフラの重要な部分として、「クラウドコンピューティング」という用語は、近年、国家政策においてますます頻繁に登場するようになりました。

2020年に発表された「第14次5カ年計画及び2035年長期目標概要」では、「クラウドコンピューティングは、国の戦略的科学技術力を強化するためのフロンティア産業とみなされており、国が重点的に育成する戦略的新興産業の一つである」と言及されています。

昨年発表された「新データセンター発展のための3カ年行動計画（2021～2023年）」でも、従来のデータセンターとネットワーク、クラウドコンピューティングの統合発展​​の加速が求められている。

このことから、冬季オリンピックのクラウド移行はテクノロジーとオリンピックの「偶然」ではなく、時間、場所、人、その他多くの要因が組み合わさった結果である「必然」であることが分かります。

オリンピックインフラはデジタル時代へ

10 年以上にわたる商業開発を経て、クラウド コンピューティングはついに今日オリンピックに参入しました。

こうした技術の変化は、3G から 4G、5G への通信技術の発展とちょうど同じように、微妙で静かな影響を及ぼすものなのかもしれません。

一般の観客の視点から見ると、クラウドオリンピックは間違いなく、より斬新で豊かな視聴体験をもたらします。

クラウドコンピューティングに基づくAIとビッグデータアプリケーションにより、バレットタイム効果、マルチカメラ視聴、アスリートの過去の試合追跡などの機能が人々の手の小さな画面に表示されるようになり、従来の一方的な「受容的」視聴方法も静かに変化しました。

イベント主催者の観点から見ると、デジタルインフラストラクチャを使用して従来の IT インフラストラクチャを変更すると、人手、時間、構築コストが節約されるだけでなく、主催者はイベント自体にさらに集中できるようになります。

同時に、これは将来の主要イベントの放送方式に新たな窓を開くものでもある。おそらく次のオリンピックまでに、オンラインショッピングが人々の生活に散発的かつ一般的に現れているのと同じように、クラウド放送が主流になっているだろう。

さらに、2008 年の北京夏季オリンピックがこの都市に残したものは、オフラインの会場、フィットネス機器、そしてスポーツマンシップの豊かさです。

14年後、オリンピックの聖火が再び同じ都市にやってきたとき、そこには仮想世界で急成長していたデジタルインフラが伴っていた。

長期的な影響としては、2008 年夏の出来事の遺産が、今後のデジタル世界の継続的な発展の中で徐々に現れてくることが考えられます。

どう思いますか？