今天小編分享的科技經驗:iPhone支持的「L4S」技術,到底有啥用?,歡迎閱讀。
今年 6 月初,蘋果在加州總部舉辦了一年一度的 WWDC 全球開發者大會,「開啟空間計算時代」的 Vision Pro 如期登場。不出意外,Vision Pro 重新激活了大眾對于 XR(擴展現實)的談論,也給不少 XR 廠商帶來了新的信心和想法。
到了 6 月底,Xreal 創始人兼 CEO 徐馳在 MWC 上海期間接受采訪時就說:
「對國内的 VR/AR 行業來說,今年是令人激動的一年。蘋果 MR 頭顯的橫空出世,讓整個行業看到了未來的發展方向。」
很多人都看到了即将在下個月(2024 年 1 月)發售的 Vision Pro,但卻忽略了 6 月初的那場 WWDC 大會上,蘋果還向開發者介紹了一個全新的互聯網标準—— L4S。
L4S 則是一種新的互聯網标準和技術,通過利用 IP 頭中的顯式擁塞通知(ECN)機制,在網絡瓶頸處标記擁塞經歷(CE)的數據包,從而讓發送端及時調整發送速率,避免在瓶頸處產生隊列和延遲。由此,L4S 可以大幅降低數據包在網絡中傳輸的延遲和抖動,同時保持高吞吐量。
按照蘋果在一個示例 App(視頻通話)的演示和說明,在開啟 L4S 支持的情況,所有的關鍵網絡指标都得到了顯著地改善,即便處在高負載狀态下(大量設備連接網絡)依然能夠在移動中進行流暢高清的視頻通話。
圖 / 蘋果
事實上,蘋果已經在 iOS 17、iPadOS 17 支持了 L4S,并在 Safari 上率先實現。這意味着蘋果的設備可以利用 L4S 提供的低延遲、低丢包、可擴展吞吐量的網絡體驗,實現更好的性能。
幾乎與 WWDC 同時,蘋果還與英偉達、Valve 以及 Comcast 進行了業界首個 L4S 現場試驗。
雖然蘋果目前并未透露 Vision Pro 搭載的 VisionOS 系統是否支持 L4S,但考慮到 VisionOS 基于 iPadOS,以及 XR 對于網絡性能更高的需求,所以推測 Vision Pro 應該也支持利用 L4S 提供低延遲、低丢包、可擴展吞吐量的網絡體驗。
但作為一個新的互聯網協定,L4S 能夠改變 XR 的明天嗎?
L4S 是一種新的互聯網技術,全稱是 Low Latency、Low Loss、Scalable throughput,即低延遲、低丢包、可擴展吞吐量,并由諾基亞貝爾實驗室和其他合作夥伴在國際互聯網工程任務組(IETF)推動标準化工作。
國際互聯網工程任務組(The Internet Engineering Task Force),成立于 1986 年,是全球互聯網最具權威的技術标準化組織,主要任務是負責互聯網相關技術規範的研發和制定,當前絕大多數國際互聯網技術标準出自 IETF。
眾所周知,網絡通信的本質是數據包在光纜、電磁波中的不斷傳輸。而 L4S 的目标是為實時應用提供低延遲、低丢包、可擴展吞吐量的網絡服務,從而提高網絡的效率和質量,核心之一是使用基于 ECN 機制新的擁塞控制算法,TCP Prague。
圖 / 諾基亞
利用 IP 頭中的 ECN 機制,在網絡瓶頸處标記擁塞經歷(CE)的數據包,TCP Prague 可以讓發送端及時調整發送速率,避免在瓶頸處產生隊列和延遲。蘋果在 iOS 17、iPadOS 上就實現了 TCP Prague,可以根據網絡的實時狀态,動态地調節發送速率,而不是像傳統的 TCP 那樣,使用鋸齒波形的速率變化。
就算發生擁堵,設備也會進行調整,以防止擁堵變得更嚴重,甚至完全消除擁堵。
根本上,TCP Prague 可以做到無級變速,即在不同的網絡環境下,都能保持最佳的速率,保持高吞吐量的同時,大大降低延遲和抖動,提高網絡的效率和質量。
CableLabs 技術專家 Greg White 參與制定了該标準,他指出:「在某些情況下,網絡緩衝延遲通常為數百毫秒甚至數千毫秒,但 L4S 可以将其降低到毫秒級」。而據公開數據,L4S 的超低延遲網絡傳輸,可以将端到端的延遲降低到毫秒級:
甚至微秒級。
不僅如此,L4S 也能抑制延遲的抖動,提高網絡的可靠性和質量;避免在瓶頸處產生隊列和延遲,從而減少數據包的丢失和重傳,包括根據應用需求動态調節丢包率,從而實現有損和無損的網絡傳輸;充分利用網絡的帶寬,實現可擴展、高吞吐量的網絡傳輸。
作為一種具有巨大潛力和前景的技術,XR 可以應用于教育、娛樂、醫療、工業、軍事等各種領網域。但同時,XR 也是一種對網絡的性能和質量有很高要求的技術,它需要網絡能夠提供高吞吐量、低丢包、低抖動、低延遲的服務,以保證 XR 的效果和體驗。
L4S 可以有效改善 XR 體驗中的一些常見的問題,比如延遲導致的「眩暈」、視覺和觸覺的不一致、數字内容和真實場景的不匹配等問題。
AR 體驗中延遲帶來的問題,圖 / YouTube@umeaenergi
另外,在 Vision Pro 的首批體驗中,「超低延遲」無疑是一個高頻詞,很多人都提到了 Vision Pro 在透視模式下的現實畫面,延遲極低。按照蘋果的說法,動态延遲僅 12 毫秒——比眨眼還快 8 倍。
但 Vision Pro 要解決的不只是 MR 特有的視頻透視延遲,還有 AR、VR、MR 都面臨的實時雲渲染畫面延遲問題。
受限于體積、續航和發熱等問題,XR 設備的算力始終有限,就算是 Vision Pro 搭載了 2 顆桌面級的自研芯片,也要面對計算性能和需求的顯要矛盾。根據英國《金融時報》披露,早前蘋果工業設計團隊與蘋果 COO 傑夫 · 威廉姆斯在頭顯產品規劃上的矛盾就在于:
傑夫 · 威廉姆斯希望團隊盡快推出第一版 AR 產品,但工業設計團隊希望耐心等待,直到更輕便的 AR 眼鏡在技術上變得可行。
Vision Pro,圖 / 蘋果
如果能将适合大規模計算的渲染挪到雲端,實現「實時雲渲染」,可能會突破算力約束,實現畫面質量、便攜性、續航等多個方面的全方位改進。不過實時雲渲染的問題在于增加了基于網絡的推流環節,更難控制畫面延遲。
而 L4S 不僅能夠做到極低的延遲,還能抑制延遲的抖動,減少數據包的丢失和重傳,從而提高 XR 的可靠性和質量,為 XR 帶來更自然和更真實的體驗,提高用戶的沉浸感和使用體驗。
公允地說,XR 目前仍然面對很多技術和產品上地難題,性能、續航、延遲……無一不是影響 XR 真正成為下一代計算平台的重要因素。L4S 當然無法解決 XR 面臨的所有問題,但毫無疑問能夠改善 XR 的網絡體驗,甚至是通過實時雲渲染減輕 XR 設備的性能壓力。
就像胡适所說,「怕什麼真理無窮,進一寸有一寸的歡喜。」XR 想要接替智能手機成為新一代的主流計算設備,進一寸就有一寸的價值。