Existiert ökologisches Streaming oder grünes Streaming tatsächlich?

Antwort von Jean-Marc Jancovici

Nein.

Können wir Live-"Retranscodierung" als grünes Streaming betrachten?

Bei der Diskussion über das Konzept des "grünen Streamings" ist es wichtig, die Umweltauswirkungen verschiedener Streaming-Methoden zu berücksichtigen. Bei der Live-Retranscodierung handelt es sich um die Echtzeitkonvertierung eines Video-Streams von einem Format oder einer Bitrate in ein anderes, um die Kompatibilität mit verschiedenen Geräten und Netzwerkbedingungen zu gewährleisten. Obwohl dieser Prozess die Zuschauererfahrung verbessern kann, stellt sich die Frage: Können wir die Live-Retranscodierung als grünes Streaming betrachten?

"Just-in-time"-Transcodierung wird oft als vorteilhafte Funktion angepriesen, ebenso wie "Serverless", selbst von Unternehmen, die vorgeben, ökofreundlichen Betrieb zu priorisieren. Im Wesentlichen bedeutet "just-in-time"-Transcodierung, dass bereits eine Quelldatei existiert (oft bereits in einem sendefertigen Format), aber der Verleger (wie vom Transcodierungsanbieter vorgeschlagen) sich dazu entscheiden kann, sie erneut zu transcodieren, in der Regel aus speziellen Gründen wie dem Hinzufügen leicht umgehbarer digitaler Rechteverwaltung (DRM). Echtzeit-Transcodierung ist die energieineffizienteste Methode und kann für Inhalte verwendet werden, die bereits zuvor in das endgültige Ausgabeformat transcodiert wurden (da Wiederholungen häufig sind).

Zunächst betrachten wir den Energieverbrauch, der mit der Live-Retranscodierung verbunden ist. Dieser Prozess erfordert häufig dedizierte Hardware oder Cloud-basierte Server, um die Rechenlast zu bewältigen, was zu einem erheblichen Energieverbrauch führt. Darüber hinaus kann die Live-Retranscodierung Wärme erzeugen, was möglicherweise Kühlungssysteme erforderlich macht, die noch mehr Energie verbrauchen.

Zweitens kann die Live-Retranscodierung zu einem erhöhten Netzwerkverkehr beitragen. Da mehrere Versionen desselben Inhalts erstellt werden, um verschiedene Geräte und Verbindungsgeschwindigkeiten zu bedienen, muss mehr Daten über das Internet übertragen werden, was zu einem höheren Energieverbrauch in Rechenzentren und Netzwerkgeräten führt.

Schließlich darf der Elektroschrott, der durch die für die Live-Retranscodierung verwendete Hardware entsteht, nicht vernachlässigt werden. Mit dem Fortschreiten der Technologie und dem Veralten von Hardwarekomponenten werden diese oft entsorgt und tragen so zu dem wachsenden Problem des Elektroschrotts bei.

Warum brauchen wir Just-in-Time-Transcodierung?

Einige unausgesprochene Antworten könnten sein, dass dies manchmal unnötig ist, aber dennoch durchgeführt wird, um mehr Geld zu verlangen. Just-in-Time-Transcodierung ist möglicherweise nicht für kostenlose Inhalte erforderlich, da die meisten Geräte den HLS-Standard (HTTP Live Streaming) unterstützen, auch wenn nicht in seiner neuesten Version. Da HLS ein weit verbreitetes Streaming-Protokoll ist, werden Kompatibilitätsprobleme minimiert, und es besteht keine Notwendigkeit, den Inhalt in Echtzeit für verschiedene Formate oder Codecs umzuwandeln. Die Verwendung eines einzigen Standards wie HLS vereinfacht das Streaming und reduziert den Energie- und Rechenaufwand für die Transcodierung.

However, just-in-time transcoding könnte für DRM-geschützte Streams erforderlich sein, da nicht alle Geräte die gleichen DRM-Systeme unterstützen. Verschiedene Geräte und Plattformen können verschiedene DRM-Technologien wie Widevine, PlayReady oder FairPlay verwenden. Um die Kompatibilität sicherzustellen und den Content-Schutz zu gewährleisten, kann es erforderlich sein, den Inhalt in Echtzeit zu transcodieren, um die spezifischen DRM-Anforderungen jedes Geräts oder jeder Plattform zu erfüllen. Dieser Echtzeit-Transcodierungsprozess stellt sicher, dass der Inhalt (weitgehend) geschützt ist und gleichzeitig auf einer Vielzahl von Geräten zugänglich ist.

Welches ist der energieeffizienteste Codec, der auch die beste Gerätekompatibilität bietet?

Der H.264-Codec (auch als AVC oder Advanced Video Coding bekannt) ist derzeit der am weitesten verbreitete Codec, der einen Kompromiss zwischen Energieverbrauch und Gerätekompatibilität bietet. H.264 bietet eine gute Videoqualität bei relativ niedrigen Bitraten und ist seit vielen Jahren der Branchenstandard. Aus diesem Grund unterstützen eine Vielzahl von Geräten, einschließlich Smartphones, Tablets, Computern und Smart-TVs, die Wiedergabe von H.264-Videos.

Obwohl neuere Codecs wie H.265 (HEVC) und AV1 eine verbesserte Komprimierungseffizienz bieten, die zu Energieeinsparungen bei der Content-Verteilung und -Wiedergabe führen kann, werden sie möglicherweise noch nicht von allen Geräten umfassend unterstützt, insbesondere von älteren Geräten. Darüber hinaus kann die Kodierung mit diesen Codecs während des Encodierungsprozesses rechenintensiver sein, was zu einem höheren Energieverbrauch im Vergleich zu H.264 führen kann.

Wie viel mehr Energie verbraucht AV1 im Vergleich zu H.264 beim Codieren?

Der Energieverbrauch beim Videocodieren hängt von dem spezifischen Codec und den verwendeten Codierungseinstellungen ab. AV1 ist ein modernerer und effizienterer Videocodec im Vergleich zu H.264. Er bietet eine bessere Videoqualität bei geringeren Bitraten. Allerdings geht die verbesserte Komprimierungseffizienz von AV1 mit einer höheren Rechenkomplexität während des Codierungsprozesses einher.

Es ist schwierig, eine genaue Zahl für den Unterschied im Energieverbrauch zwischen AV1 und H.264 beim Codieren anzugeben. Es wird jedoch allgemein anerkannt, dass die AV1-Codierung deutlich rechenintensiver sein kann als die H.264-Codierung. Abhängig von den spezifischen Codierungseinstellungen kann AV1 für die Codierung des gleichen Videomaterials bis zu 5 bis 20 Mal mehr Rechenressourcen verbrauchen als H.264.

Diese erhöhte Anforderung an Rechenleistung führt zu einem höheren Energieverbrauch während des Codierungsprozesses. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die effizientere Komprimierung von AV1 zu kleineren Dateigrößen und niedrigeren Streaming-Bandbreitenanforderungen führt. Dies kann zu Energieeinsparungen während der Content-Verteilung und -Wiedergabe führen und einen Teil des erhöhten Energieverbrauchs während des Codierens ausgleichen.

Handelt es sich bei "Serverless" nur um eine Marketingmaßnahme oder gibt es das tatsächlich?

"Serverless" ist nicht nur ein Marketingbegriff; es bezieht sich auf ein echtes Konzept und einen architektonischen Ansatz im Bereich Cloud Computing. Serverless Computing ermöglicht es Entwicklern, Anwendungen zu erstellen und auszuführen, ohne die zugrunde liegende Infrastruktur verwalten zu müssen. In einer serverlosen Architektur weisen Cloud-Service-Anbieter dynamisch Ressourcen zu und übernehmen automatisch Aufgaben wie die Bereitstellung, Skalierung und Wartung der Infrastruktur.

Der Begriff "Serverless" kann etwas irreführend sein, da er nahelegt, dass keine Server beteiligt sind. In Wirklichkeit sind Server immer noch vorhanden, aber Entwickler müssen sich nicht um sie kümmern, da sich der Cloud-Anbieter um die Infrastruktur kümmert. Das Serverless Computing arbeitet oft nach dem Prinzip des Pay-as-you-go-Modells, bei dem Benutzer basierend auf den tatsächlich genutzten Rechenressourcen abgerechnet werden, anstatt vorab festgelegte Kapazitäten zu haben.

Serverlose Architekturen basieren häufig auf Funktionen als Dienst (FaaS)-Plattformen wie AWS Lambda, Google Cloud Functions oder Microsoft Azure Functions. Diese Plattformen ermöglichen es Entwicklern, einzelne Funktionen zu schreiben und bereitzustellen, die durch bestimmte Ereignisse oder Anfragen ausgelöst werden. Dieser Ansatz bietet eine größere Flexibilität, schnellere Entwicklung und potenzielle Kostenoptimierung (wenn sie nur bei Bedarf verwendet werden), da Ressourcen nur dann verbraucht werden, wenn die Funktionen ausgeführt werden.

Macht Serverless für 24/7-Streaming-Betrieb Sinn?

Obwohl serverloses Computing mehrere Vorteile bietet, wie Skalierbarkeit, schnellere Entwicklung und reduziertes Infrastrukturmanagement, ist es möglicherweise nicht die beste Wahl für den 24/7-Betrieb wie bei TV-Kanälen, insbesondere in Bezug auf Kosten und Energieverbrauch.

Serverlose Architekturen arbeiten in der Regel nach dem Pay-as-you-go-Modell, bei dem Benutzer basierend auf den tatsächlich genutzten Rechenressourcen abgerechnet werden. Für sporadische oder variable Workloads kann dieses Modell kosteneffektiv sein. Bei kontinuierlichem 24/7-Betrieb können sich die Kosten jedoch aufgrund des konstanten Einsatzes von Rechenressourcen schnell ansammeln. In solchen Szenarien können traditionelle serverbasierte Architekturen oder virtuelle Maschinen mit festen Preismodellen kosteneffektiver sein.

In Bezug auf den Energieverbrauch kann die bedarfsgesteuerte Natur des serverlosen Computings zu einer effizienteren Ressourcennutzung für variable Workloads führen. Dieser Vorteil ist jedoch für den 24/7-Betrieb weniger relevant. Tatsächlich können dedizierte Server oder virtuelle Maschinen, die für kontinuierliche Workloads optimiert sind, insgesamt weniger Energie verbrauchen.

Einige grüne Transcoding-Server, die von einigen Rundfunkfachleuten erkannt werden können.

Eine weitere Überlegung ist, dass serverlose Plattformen möglicherweise nicht das gleiche Maß an Anpassungsmöglichkeiten, Kontrolle und Leistungsoptimierung bieten wie dedizierte Server oder virtuelle Maschinen. Dies kann für TV-Kanäle entscheidend sein, die spezifische Konfigurationen oder Optimierungen erfordern, um hochwertiges, unterbrechungsfreies Streaming zu gewährleisten.

Das Ziel sollte sein, umweltfreundlicher zu sein, anstatt Zeit mit Greenwashing bestehender Praktiken in PR-Schlachten zu verbringen

Angesichts dieser Faktoren wird deutlich, dass Live-Retranscoding, Just-in-Time-Transcoding und serverlose Betriebsarten nicht als "grünes Streaming" angesehen werden können. Stattdessen sollten nachhaltigere Alternativen erkundet werden, wie beispielsweise Adaptive-Bitrate-Streaming-Speicher für Wiederholungen und andere "live-ähnliche" Übertragungen (VOD2Live), effiziente Videocodecs (auch in Bezug auf den Energieverbrauch) und Edge-Caching. Diese Technologien können dazu beitragen, den Energieverbrauch, den Netzwerkverkehr und den Elektroschrott zu reduzieren und dennoch ein qualitativ hochwertiges Streaming-Erlebnis für Zuschauer zu bieten.

Aus diesem Grund ist der unten demonstrierte TV-Kanal wahrscheinlich "umweltfreundlicher" als die meisten Initiativen, die derzeit in der Streaming-Branche als "grün" bezeichnet werden (insbesondere für Unternehmen, die ihre "grünen" Schwerpunkte auf allen Fachmessen weltweit bewerben, oft mit der Beteiligung von 10 oder mehr Personen, die reisen). Er nutzt nicht nur die energieeffizienteste CPU für das Transcoding, sondern umgeht auch das erneute Transcoding von Inhalten, die bereits transcodiert wurden. Dadurch hebt er sich von vielen beworbenen "grünen" Diensten ab, die keine dieser Praktiken implementieren.