Bestaat eco-vriendelijk streamen of groen streamen echt?

Antwoord van Jean-Marc Jancovici

Nee

Kunnen we live 'retranscoding' beschouwen als groen streamen?

Bij het bespreken van het concept van "groen streamen" is het belangrijk om rekening te houden met de milieueffecten van verschillende streamingmethoden. Live retranscoding houdt in dat een videostream in realtime wordt geconverteerd van het ene formaat of bitrate naar het andere om compatibiliteit te waarborgen met verschillende apparaten en netwerkcondities. Hoewel dit proces de kijkervaring kan verbeteren, rijst de vraag: kunnen we live retranscoding beschouwen als groen streamen?

"Just-in-time" transcoding wordt vaak geprezen als een nuttige functie, evenals 'Serverless', zelfs door bedrijven die beweren prioriteit te geven aan milieuvriendelijke activiteiten. In wezen betekent "just-in-time" transcoding dat er al een bronbestand bestaat (vaak al in een gereed formaat voor uitzending), maar de uitgever (zoals voorgesteld door de transcodingprovider) kan ervoor kiezen om het opnieuw te transcoderen, meestal om specifieke redenen, zoals het toevoegen van gemakkelijk te omzeilen Digital Rights Management (DRM). Real-time transcoding is de minst energie-efficiënte methode en kan worden gebruikt voor inhoud die al eerder is getranscodeerd naar het uiteindelijke uitvoerformaat (aangezien herhalingen veel voorkomen)."

Ten eerste kijken we naar het energieverbruik dat gepaard gaat met live retranscoding. Dit proces vereist vaak speciale hardware of cloudgebaseerde servers om de rekenwerklast aan te kunnen, wat resulteert in aanzienlijk energieverbruik. Bovendien kan live retranscoding warmte genereren, wat kan leiden tot koelsystemen die nog meer energie verbruiken.

Ten tweede kan live retranscoding bijdragen aan verhoogd netwerkverkeer. Omdat er meerdere versies van dezelfde inhoud worden gegenereerd om verschillende apparaten en verbindingsnelheden te bedienen, moet er meer data via internet worden verzonden, wat leidt tot een hoger energieverbruik in datacenters en netwerkapparatuur.

Tot slot mogen we het elektronisch afval dat wordt gegenereerd door de hardware die wordt gebruikt voor live retranscoding niet over het hoofd zien. Naarmate de technologie vordert en hardwarecomponenten verouderd raken, worden ze vaak afgedankt, wat bijdraagt aan het groeiende probleem van elektronisch afval.

Waarom hebben we just-in-time transcoding nodig?

Sommige niet-uitgesproken antwoorden zouden kunnen zijn 'om meer in rekening te brengen', omdat dit soms helemaal niet nodig is maar toch wordt gedaan. Just-in-time transcoding is mogelijk niet nodig voor free-to-air content omdat de meeste apparaten de HLS (HTTP Live Streaming)-standaard ondersteunen, zelfs als dit niet de nieuwste versie is. Aangezien HLS een veelgebruikt streamingprotocol is, worden compatibiliteitsproblemen geminimaliseerd en is er geen noodzaak om de inhoud in realtime om te zetten naar verschillende formaten of codecs. Het gebruik van één standaard zoals HLS vereenvoudigt streaming en vermindert de energie- en rekenbronnen die nodig zijn voor transcoding.

Echter, just-in-time transcoding kan nodig zijn voor DRM (Digital Rights Management)-beveiligde streams omdat niet alle apparaten dezelfde DRM-systemen ondersteunen. Verschillende apparaten en platforms kunnen verschillende DRM-technologieën gebruiken, zoals Widevine, PlayReady of FairPlay. Om compatibiliteit te garanderen en contentbeveiliging te behouden, kan het nodig zijn om de inhoud in realtime om te zetten om te voldoen aan de specifieke DRM-vereisten van elk apparaat of platform. Dit proces van realtime transcoding zorgt ervoor dat de inhoud (enigszins) beschermd is terwijl deze ook toegankelijk is op een breed scala aan apparaten.

Wat is de meest energie-efficiënte codec die ook de beste apparaatcompatibiliteit biedt?

De H.264-codec (ook bekend als AVC, of Advanced Video Coding) is momenteel de meest wijdverbreide codec die een balans vindt tussen energieverbruik en apparaatcompatibiliteit. H.264 biedt goede videokwaliteit bij relatief lage bitrates en is al vele jaren de industriestandaard. Als gevolg hiervan ondersteunt een groot aantal apparaten, waaronder smartphones, tablets, computers en smart-tv's, H.264-videoweergave.

Hoewel nieuwere codecs zoals H.265 (HEVC) en AV1 verbeterde compressie-efficiëntie bieden, wat kan leiden tot energiebesparing tijdens het verspreiden en afspelen van de inhoud, worden ze mogelijk nog niet zo breed ondersteund door apparaten, vooral oudere apparaten. Bovendien kunnen deze codecs tijdens het coderingsproces meer rekenkracht vereisen, wat kan leiden tot een hoger energieverbruik in vergelijking met H.264.

Hoeveel meer energie verbruikt AV1 in vergelijking met H.264 voor codering?

Het energieverbruik van videocodering hangt af van de specifieke codec en coderingsinstellingen die worden gebruikt. AV1 is een modernere en efficiëntere videocodec in vergelijking met H.264, waardoor betere videokwaliteit

Hoewel het moeilijk is om een exact cijfer te geven voor het verschil in energieverbruik tussen AV1- en H.264-codering, wordt over het algemeen aangenomen dat AV1-codering aanzienlijk meer rekenkracht vereist dan H.264-codering. Afhankelijk van de specifieke coderingsinstellingen kan AV1 ergens tussen de 5 en 20 keer meer rekenbronnen verbruiken dan H.264 voor het coderen van dezelfde video-inhoud.

Deze verhoogde vraag naar rekenkracht leidt tot een hoger energieverbruik tijdens het coderingsproces. Het is echter belangrijk om te overwegen dat de efficiëntere compressie die AV1 biedt resulteert in kleinere bestandsgroottes en lagere bandbreedtevereisten voor streaming. Dit kan leiden tot energiebesparing tijdens het verspreiden en afspelen van de inhoud, waardoor een deel van het verhoogde energieverbruik tijdens het coderen wordt gecompenseerd.

Is 'serverless' puur een marketingterm of bestaat het echt?

"Serverless" is niet puur een marketingterm; het verwijst naar een echt concept en architecturale benadering in cloud computing. Serverless computing stelt ontwikkelaars in staat om applicaties te bouwen en uit te voeren zonder dat ze zich bezig hoeven te houden met de onderliggende infrastructuur. In een serverless-architectuur wijzen cloudserviceproviders dynamisch resources toe en handelen ze automatisch infrastructuurbeheertaken af, zoals serverprovisionering, schaling en onderhoud.

De term "serverless" kan enigszins misleidend zijn, omdat het kan suggereren dat er geen servers bij betrokken zijn. In werkelijkheid zijn servers nog steeds aanwezig, maar ontwikkelaars hoeven zich er geen zorgen over te maken, omdat de cloudprovider voor de infrastructuur zorgt. Serverless computing werkt vaak op basis van een pay-as-you-go-model, waarbij gebruikers worden gefactureerd op basis van de daadwerkelijke gebruikte rekencapaciteit, in plaats van vooraf toegewezen capaciteit.

Serverless architecturen vertrouwen vaak op Functions as a Service (FaaS)-platforms, zoals AWS Lambda, Google Cloud Functions of Microsoft Azure Functions. Deze platforms stellen ontwikkelaars in staat om individuele functies te schrijven en te implementeren die worden getriggerd door specifieke gebeurtenissen of verzoeken. Deze benadering zorgt voor meer flexibiliteit, snellere ontwikkeling en potentieel kostoptimalisatie (wanneer ze alleen on-demand worden gebruikt), omdat resources alleen worden verbruikt wanneer de functies worden uitgevoerd.

Maakt serverless sense voor 24/7 streamingoperaties?

Hoewel serverless computing verschillende voordelen biedt, zoals schaalbaarheid, snellere ontwikkeling en verminderd infrastructuurbeheer, is het mogelijk niet de meest geschikte keuze voor 24/7 operaties zoals tv-kanalen, met name op het gebied van kosten en energieverbruik.

Serverless architecturen werken meestal op basis van een pay-as-you-go-model, waarbij gebruikers worden gefactureerd op basis van de daadwerkelijk gebruikte rekencapaciteit. Voor sporadische of variabele werklasten kan dit kosteneffectief zijn. Voor continue 24/7 operaties kunnen de kosten echter snel oplopen vanwege het constante gebruik van rekencapaciteit. In dergelijke scenario's kunnen traditionele servergebaseerde architecturen of virtuele machines met vaste prijsmodellen kosteneffectiever zijn.

Wat betreft energieverbruik kan de on-demand aard van serverless computing leiden tot efficiënter gebruik van resources voor variabele werklasten, maar dit voordeel is minder relevant voor 24/7 operaties. Sterker nog, dedicated servers of virtuele machines die zijn geoptimaliseerd voor continue werklasten kunnen over het algemeen minder energie verbruiken.

Een andere overweging is dat serverless platforms mogelijk niet hetzelfde niveau van aanpassing, controle en prestatieoptimalisatie bieden als dedicated servers of virtuele machines. Dit kan cruciaal zijn voor tv-kanalen die specifieke configuraties of optimalisaties vereisen om een hoogwaardige, ononderbroken streaming te leveren.

Het nastreven van duurzaamheid moet een doel zijn, in plaats van tijd te besteden aan het vergroenen van bestaande praktijken in PR-gevechten

Op basis van deze factoren wordt het duidelijk dat live retranscoding, just-in-time transcoding en serverless operaties niet kunnen worden beschouwd als groene streaming. In plaats daarvan moeten meer duurzame alternatieven worden verkend, zoals adaptieve bitrate streaming-opslag voor herhalingen en andere 'live-achtige' uitzendingen (VOD2Live), efficiënte videocodecs (ook voor energieverbruik) en edge-caching. Deze technologieën kunnen helpen het energieverbruik, het netwerkverkeer en elektronisch afval te verminderen, terwijl ze nog steeds een hoogwaardige streamingervaring bieden voor kijkers.

Om die reden is de hieronder gedemonstreerde tv-zender waarschijnlijk 'groener' dan de meeste initiatieven die momenteel in de streamingindustrie als 'groen' worden bestempeld (vooral voor bedrijven die hun "groene" focus adverteren op vakbeurzen wereldwijd, vaak met de betrokkenheid van 10 of meer reizende mensen). Niet alleen maakt het gebruik van de meest energie-efficiënte CPU voor transcoding, maar het vermijdt ook het opnieuw transcoderen van assets die al zijn getranscodeerd. Dit onderscheidt het van veel geadverteerde groene diensten die geen van beide praktijken implementeren.

Article written (translated from English) by
Sylvain Corvaisier

Independent streaming and iOS engineer

Last modified: December 30th, 2024