這可能是冬奧會藏得最深的黑科技了_風聞

魚羊 明敏 發自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

大家好，我們又來蹭冬奧會熱度了（手動狗頭）。

畢竟啊，這屆冬奧不僅賽事精彩，背後頻頻曝出的黑科技也讓人應接不暇填滿了選題小黑板。

從開幕式上的“步步生雪花”，到賽程中全網感謝的“獵豹”、“飛貓”， 再到各個直播間裏手語解説、帶貨冰墩墩的數字人們……整得這都不單單是體育迷們的盛宴，也給科技愛好者們餵了個飽。

甚至，上述這些還只是你“看得到”的。深挖起來，在這屆冬奧會背後，科技帶來的變化真是已經深入到冰雪賽事的每一根毛細血管裏，無處不在。

怎麼説？

不知你是否注意到了速滑比賽中這種名為“子彈時間”的特效。

靠着120台相機拍攝的素材 + 後期人員持續月餘的爆肝，《黑客帝國》裏的尼奧才擁有了這酷炫的幾秒鐘。

但現在在冬奧賽場上，1分鐘之內，這樣的特效就能自動合成，伴隨比賽直播即時呈現到觀眾眼前。

之所以能做到如此之快， 跟本屆冬奧會的一大變化直接相關，那就是冬奧會核心系統的首次全面上雲。

背靠雲計算，不僅幾十個拍攝視角形成的幾十路4K高清信號內容能在分鐘級內被傳輸、處理，對於轉播賽事的電視台來説，甚至完全不用派人到現場，在雲上就能獲得4K/8K的賽事畫面，並完成剪輯和轉播。

數據顯示，採用了雲轉播方式的北京冬奧會，現場廣播人員較之平昌冬奧會減少了約32%。

還不止如此。

實際上，從更底層的視角來看，全面上雲就像是給奧運這台汽車換上了一個新的發動機：

雲上冬奧正在革新這樣一場全球盛會的IT架構、傳播方式，甚至“化不可能為可能”……

巴赫：雲技術為奧運留下新標準

不妨先把時間拉回到2004年。

彼時，雅典奧運會正吸引着全世界的目光。

作為那屆奧運會技術籌備的親歷者，阿里雲奧運項目負責人張大志介紹，在賽事舉辦之前，相關的技術準備其實已經持續4-5年之久。

其中大部分的時間，都消耗在傳統數據中心的建設上：

對於組委會來説，即使有合作伙伴或供應商的幫助，從設備上架到此後的運維管理，都仍需親自下場關注。

如此，在技術管理這一賽事的基礎保障工作上，組委會就需要花費大量的時間精力，產生的設備成本、人力成本也十分巨大。

而更大的問題或許還在賽後：十幾天的賽事結束之後，這個臨時搭建起的數據中心就無用武之地，拆除之後難免造成大量資源浪費。

也就是在這個時間點上，雲的概念開始在技術界興起。

2004年，谷歌發表了有關分佈式文件系統、並行計算和分佈式數據庫的3篇文章，為計算體系從集中型向分佈式演進提供了基礎。

同期，由於互聯網的發展，全球骨幹網絡基礎設施取得突破進展。

2008年，阿里巴巴確立雲計算戰略。次年，阿里雲正式成立，研發的雲操作系統被命名為“飛天”。

“飛天”研發之路頗為坎坷，工程師們一度扛着“人肉計算”的罵名在一片質疑聲中艱難前行。直到2013年，阿里雲成為世界上第一個對外提供5000台服務器計算能力的公司，“飛天”的研發才取得實質性進展。

飛天就像一個巨大的網絡，將全球不同地域數據中心內的數百萬台服務器連成一台超級計算機，企業或個人無論身在何處，只要聯網就能獲取到無限算力。

這無形中為每四年換一個主辦城市的奧運會，提供了一種非常合適的基礎設施。2016年，雲計算終於走進國際奧委會的視野，這時雲技術已經相當成熟，並且在存儲、網絡、視頻等技術上取代傳統IT成為新型基礎設施。

當時，阿里雲支撐下的雙11，流量已經達到了每秒17.5萬筆交易訂單和每秒12萬筆支付的級別。

平穩度過如此級別流量洪峯的能力，成功吸引了國際奧委會的注意。

2017年，在阿里雲工程師現場展示了10分鐘搭建一個基於雲的廣播級直播環境能力後，國際奧委會最終決定與其達成合作。阿里雲就此成為國際奧委會全球唯一雲服務合作伙伴。

這也就意味着，從零開始搭建一個全新的數據中心不再是舉辦奧運的必選項。

如此，在上雲之後，奧運會的IT構建模式就完全被顛覆了：

組委會不必再考慮設備採購、運維管理等問題，只需按照上線系統的需求，利用現有的阿里云云計算能力即可。

張大志透露，在上線一個新系統時，阿里雲可以在分鐘級搭建好其所需的雲環境。

而隨着奧運賽事的展開，當奧運會系統對計算能力、存儲資源的需求有所攀升時，基於雲服務可以實現快速擴容——

這在傳統的IT基礎設施建設中是非常困難的，增加服務器到部署、測試、上線，背後往往意味着一兩個月的時間週期。

這無疑大大降低了奧運會在IT基礎設施建設上所需投入的成本。

而過去“拆了建建了拆”所造成的浪費，也得到了有效解決。所有服務於奧運會的計算資源、產品，在比賽結束後都能夠被釋放出來，繼續服務於其他對雲計算有需求的客户。

同時，雲上奧運也更符合“綠色奧運”的新趨勢。北京冬奧會數據中心採用了自然風冷、浸沒式液冷、智能調温等技術，實現了0機械製冷，能耗降低70%以上。其能耗比PUE最低可達1.09。

注：PUE=數據中心總能耗/IT設備能耗，越接近1表明能效水平越好。

事實上，這樣的全新IT構建邏輯，在2021年舉辦的東京奧運會上已牛刀小試：東京奧運會首次採用了雲轉播的形式。

2022年，北京冬奧會核心系統正式全面上雲。

國際奧委會主席巴赫就表示：

雲計算為奧運留下了全新的技術標準。

冬奧上雲，為什麼是現在？

梳理完了這條雲計算與奧運交匯之路，奧運會在2022這個時間節點全面擁抱雲計算的原因也就變得更加清晰。

主要可以劃分為兩個方面。

一方面來自奧運會自身。奧運會始終都是高精尖科技爭相亮相的一扇窗口。而且這些技術登場並非只是想“大秀肌肉”，更大程度上是奧運會的迫切需求。

作為人類探索體能極限的運動盛會，奧運賽場上的細微之差往往意義非凡。如何更加準確地判定這些細節，並將其呈現在全球觀眾面前，是奧運會一以貫之追求的目標。

另一方面，奧運會也是高精尖科技最好的試煉場之一。

奧運會賽事的承辦一直以高水準、高要求著稱。這背後不僅是對於比賽本身各方面的嚴格把控，還包括賽事現場轉播、奧運村運維、人員組織管理等方面的周密統籌，力求將失誤、故障發生的可能性降至最低。

因此，能夠在奧運會上亮相的技術，其自身發展往往已初具規模，並已具備承擔重大情況的能力。

基於這兩方面因素的推動，冬奧全面上雲，也就成為了水到渠成之事。

先來看技術的成熟度。

自研核心雲網絡技術

今年，由奧林匹克廣播服務公司OBS與阿里雲合作開發的奧林匹克轉播雲 OBS Cloud，已經全量承擔起奧運賽事轉播的工作，讓奧運轉播不再僅僅依賴衞星傳輸。

在雲上，直播信號無需再經過轉播車、現場編輯設施、信號發射裝置，而是直接通過雲上部署的全球網絡，傳送至世界各地。

這個支撐雲上轉播的網絡技術被中國程序員命名為“洛神”，取義洛河之神。在古代，河運是非常重要、非常快速的交通手段，河網非常重要，就好比今天的網絡一樣。

“洛神”是飛天的網絡子系統，一方面通過網絡虛擬化，對用户提供網絡產品和服務。另一方面，作為底層技術系統，支撐了阿里雲幾乎所有產品，包括計算、存儲、數據庫等。

其核心能力可以分為三個方面：超大規模、超高性能和超強彈性。

超大規模：意味着雲上轉播的“管子夠多”，阿里雲網絡擁有每個地域百萬VPC、每VPC 30萬實例的超大規模能力。

超高性能：保證了“管子夠粗”，採用自研神龍MOC卡，並對VPC的基礎組件進行軟硬一體設計優化，大幅降低延遲。

超強彈性：通過NFV平台實現了複雜業務網元超高的靈活性和彈性。

彈性是雲計算最核心的優勢之一，可以根據實際需求來靈活擴展、縮小網路的計算能力。每年雙11活動時突然暴增的訪問量，就是通過這一技術來解決的。

這主要是通過基於計算節點的網絡功能構建技術，來實現網絡的超強彈性。

在冬奧會中，類似的情況也時有發生，比如觀看開幕式時。

當大量觀眾湧進網絡時，這和日常網絡的峯谷訪問是完全不同的情況，此時便需要快速調整帶寬來承載海量的用户訪問。

但是這個帶寬在平時可能並不會被調用，在峯值過後它也會被快速歸還到公共計算池中，避免高峯期過後的閒置浪費。

此外，還有一套名為網絡智能服務的運營系統，它主要來保障雲網絡的服務是穩定、可靠的。

這是一個基於實時計算和離線計算的大數據分析體系，在規劃網絡時，可以提供參考數據，幫助工程師更高效地搭建網絡；在運行中，它可以分析出整張網絡中有哪些地方容易出現異常，並分析其中的原因。

比如説當網絡出現抖動時，這個體系能夠分析出現抖動的原因、帶來的後果、如何解決等問題。

用巴赫和逍遙子的雲見面來舉例，阿里雲網絡不僅會提供一個大規模、高彈性的底層網絡，還會用一條線路來進行備份，並且還會有一套監控系統來實時監測網絡中可能出現的故障。

一旦檢測到原線路存在故障，系統就能自動化切換到備用線路，以此來保障雲上通話不會中斷。

目前，阿里雲網絡系統已經能將網絡切換、恢復的時間控制在秒級左右，可以讓用户在觀看時幾乎感受不到卡頓。

智能存算分離的雲存儲

雲上轉播不僅是傳輸環節，還包括了編輯、製作、保存等功能，這就需要雲存儲的支持。

比如“奧運轉播雲”上提供的實時編輯平台，讓工作人員不僅可以在雲端訪問本屆冬奧會的全部視頻，還能進行雲上裁切和編輯。

這就涉及到數據的“冷熱存儲”。

需要實時編輯的內容，會存放在“熱存儲區”，讀取時延低、帶寬大，支持TB級別的高速緩存加速讀寫、降低延遲，能夠支持幾十路4K碼率的編輯工作。

編輯工作結束後，視頻將和奧運的歷史影像一起，逐漸向更節能的温存儲區、冷存儲區流動。

比如，今年奧委會啓動了“百年奧運”計劃，將本屆冬奧會及過去所有奧運會的資料影像，全部遷移存儲至雲上長期保存。

對於歷史影像，阿里雲使用了一種智能分層的方法來對文件自動分類，它可以按照數據被訪問頻率來將存儲對象分為4個層次。

分別是標準類型、低頻類型、歸檔類型和冷歸檔類型。

舉個例子，熱門選手、比賽的視頻資料，將會自動被放置在標準類型存儲，方便隨時訪問。長時間不會被訪問的數據，則會被放在最低檔的冷歸檔類型中。

值得一提的是，對於冷歸檔類型的數據，存儲中的大部分成本來自於電力成本。

因此，阿里雲自主設計了疊瓦式高密度磁盤機櫃，配合智能上下電算法，可以讓存儲的性能和能耗更平衡，進一步降低成本。

也就是將數據存儲到物理硬盤上，當一個硬盤存滿後會下電；只有當需要讀取相應數據時，系統才會重新激活所在硬盤。

目前，這一套存儲技術的可靠性、可用性均已在上萬TB量級、每天億萬次請求的實際業務中被反覆驗證。

此外，存儲數據還要考慮數據安全方面的問題。

阿里雲網絡可以提供5種密鑰管理模式，託管到雲上和線下都支持。並且還支持另外的保護措施WORM（write once read many），支持寫一次讀多次，確保存儲數據在被訪問時不會被篡改。

而在技術的成熟之外，冬奧上雲還與雲計算規模的發展不無關係。

2020年，國內雲計算整體市場規模達到了1781億元，增速超過33%。其中公有云市場規模達到990.6億元，同比增長43.7%；私有云市場規模為791.2億元，同比增長22.6%。

據IDC《中國公有云服務市場（2021年第三季度）跟蹤報告》顯示，去年第三季度我國公有云服務整體市場規模已經達到了457.61億元。

市場繁榮發展的另一面，還有國家層面的大力支持。

作為數字基建中的重要部分，“雲計算”一詞近年出現在國家政策中的次數越來越多。

在2020年出台的《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》中，便提到“將雲計算作為強化國家戰略科技力量前沿行業，是國家重點發展的戰略性新興產業之一”。

去年出台的《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》中，還要求加速傳統數據中心與網絡、雲計算融合發展。

由此不難看出，此次冬奧上雲並非是科技與奧運“巧合”下的碰撞，而是集合了天時地利人和多方面因素下產生的一種“必然”。

奧運基建邁入數字時代

經歷了十餘年的商用發展，雲計算終於在今天走到了奧運會賽場之中。

而這樣的技術變革，或許正像通信技術由3G發展到4G、5G，有了那麼一絲潤物細無聲的味道。

站在一名普通觀眾的視角，雲上奧運無疑帶來了更為新奇、豐富的觀賽體驗。

基於雲計算實現的AI、大數據應用，讓子彈時間特效、多機位觀賽、運動員歷史比賽追蹤等功能都呈現在了人們手中一塊塊小屏幕上，也讓傳統的單方面“接受型”觀賽開始悄然發生變化。

而從賽事承辦方角度出發，用數字基建來改變傳統IT基礎設施，不僅更加節省人力、時間、建造成本，讓承辦方更加關注賽事本身。

同時還為之後大型賽事的轉播模式打開了一扇新的窗口——或許到了下一屆奧運會，雲轉播便已經成為主流，就像如今線上購物一樣稀疏平常地出現在大眾的生活裏。

更進一步來説，2008年北京夏季奧運會給這座城市留下的，是線下場館、健身器械和運動精神的豐富。

時隔14年後，當奧運火炬再次來到同一座城市時，與之相伴的則是一場在虛擬世界裏蓬勃發展的數字基建。

更加長遠的影響，或許則會像2008年夏天那場盛會的遺產一樣，在未來數字世界的持續發展中逐步顯現。