ライブビデオのトランスコード・コストを削減する方法

ライブ・ストリーミングを担当する企業のエンジニアであれば、何百万人ものユーザーのライブ動画のトランスコーディングを管理するという大変な仕事に直面していることでしょう。インターネット接続の質が低い視聴者であっても、すべての視聴者がシームレスなストリーミング体験を受けられるようにする必要があります。 

つまり、複数のビットレートストリームを生成し、同じコンテンツを異なる品質レベルでエンコードする必要があります。また、さまざまなコンプライアンス基準にも対応する必要があります。ストリームがコンテンツ・ライセンス契約や著作権法に準拠していることを保証するには、必要な権利と許可を確保し、不正アクセスを防止するためにデジタル著作権管理（DRM）を実装し、地理的制限を遵守する必要があります。さらに、欧州のGDPRや米国のCCPAなどのデータ保護規制当局は、厳格なデータ保護措置の実施、ユーザー同意の取得、個人データの安全な取り扱いの確保などを求めています。

さらに、配信コストの問題もある。ライブビデオをリアルタイムでトランスコードした後、これらのストリームを視聴者のデバイスに配信する必要があります。これには、トランスコーディング・サーバーからコンテンツ・デリバリー・ネットワーク（CDN）へのデータ転送が含まれ、多大なエグレス・コストが発生します。高品質のストリーミング体験を維持しながら、これらのコストのバランスをとることは、常に課題となります。

このような課題に対処するには、堅牢でスケーラブル、かつコスト効率に優れたソリューションが必要です。そこでアカマイのクラウドベースのトランスコーディングサービスが登場しました。ダイナミックにスケーリングすることで、変動する視聴者数の需要に対応し、グローバルなライブコンテンツのシームレスな配信を実現します。 

アカマイの使用Cloud Computing 

ライブ・ビデオ・ストリーミングの急成長に対応する企業が直面した現実の問題を見てみよう。北米とヨーロッパでトラフィックが3倍に増加したこの企業は、重大な岐路に立たされました。オンプレミスのデータセンターは、視聴者の突然の急増とシームレスなライブ・ストリーミングに対する需要の高まりに苦戦していました。高いイグレス・コストと予測不可能なインターネット・トラフィックの性質により、オンプレミスインフラ へのさらなる投資はリスクの高い提案となりました。

既存のインフラ 、その限られた機能とスケーラビリティでは、パフォーマンス要求に追いつくことができませんでした。仮想マシン（VM）は動画を十分に速くトランスコードすることができず、ピーク時にはボトルネックや劣悪な視聴体験につながっていました。同社は、トラフィックに合わせて動的に拡張でき、法外なコストをかけずに高品質のライブ・ストリームを確保できるソリューションを必要としていました。

このような課題に直面した同社は、ライブのトランスコーディング機能を拡張し、グローバルなトラフィックの増加に対応するため、アカマイに依頼しました。アカマイのクラウドベースのサービスは、彼らの要求に応えるために必要なスケーラビリティと効率性を提供してくれました。 

このようなニーズに対応するために、私たちがどのように堅牢なライブ・ビデオ・トランスコーディング・ソリューションを設計したかを探ってみましょう。

私たちは、ライブビデオのトランスコーディングの3つの部分を最適化するために、このソリューションを設計しました： 

1. 摂取
2. トランスコーディング
3. ディストリビューション 

まず、ビデオコンテンツがインジェストされ、次に処理され、トランスコード工程を経て、エンドユーザーに配信される。 

ステップ1：摂取

ソーシャルメディアのインフルエンサーが自分のソーシャルメディア・プラットフォームで「Go Live」を押すと、舞台裏では同時にいくつかのことが起こる。まず、パブリッシャーからのライブ・フィードは、同じ地域にあるパートナーのインジェストインフラ 。このインフラ は、ライブストリームを受信し、それが正しくキャプチャされていることを確認し、さらなる処理のために準備する役割を担っている。インジェスト・プロセスはその後、次の2つの経路のいずれかを取る。すでに入力要件と互換性のあるフォーマットになっており、トランスコードをバイパスして直接CDNに送られ配信されるか、トランスコードを受けてから配信されるかのいずれかである。

イベントからキャプチャされた元のビデオ ストリームが、H.264 や HEVC などのオンライン ストリーミングに適したフォーマットになっている場合は、このビデオを CDN に直接送信して配信できます。アダプティブ・ビットレート・ストリーミングや異なるデバイスの互換性のためなど、ビデオを別のフォーマットにトランスコードする余分なステップを踏む代わりに、トランスコードを完全にバイパスすることを選択します。そのため、元のビデオストリームはネイティブ形式でアカマイの CDN に直接送信され、配信されます。この 1 つのフォーマットに対してトランスコーディングのステップを省略することで、処理時間とリソースを節約し、視聴者へのビデオ配信を高速化することができます。 

ステップ2：トランスコード

オリジナルのビデオストリームにトランスコーディングが必要になると、アカマイの広範なグローバルネットワークインフラ を利用して、最も近いアカマイのデータセンターに転送されます。この戦略により、エンドユーザーの近くでトランスコーディングが行われるため、待ち時間が効果的に短縮されます。トランスコーディングを促進するため、専用 VM インスタンスはトラフィック需要に基づいて動的にプロビジョニングされます。これにより、多くの企業がライブストリーミング用のビデオストリームのトランスコーディングで直面するスケーラビリティとリソースの最適化という課題が解決されます。 

トラフィック需要に基づいてVMインスタンスを動的にプロビジョニングすることで、使用量のピーク時にトランスコーディングタスクを効率的に処理するための計算リソースを適切なサイズに設定することができます。リソースの過不足を心配する必要はありません。この動的なプロビジョニング・メカニズムがなければ、トランスコーディング・タスクが利用可能なリソースを圧倒し、トラフィックの多い時間帯に遅延やパフォーマンスの低下、あるいはシステム障害につながる可能性があります。需要に応じてリソースを増減することで、視聴者数やストリーミング需要の変動にかかわらず、システムはパフォーマンスを維持し、ユーザーの動画ストリーミング体験を最適化できます。

さらに、各VMは、生のビデオファイルを一時的に保存するためのブロックストレージを備えている。トランスコードされると、1つのオリジナルの生ストリームから得られた動画は、オブジェクトストレージのバケットに保存される。

ステップ3：コンテンツの配信

その後、動画はさまざまな出力にトランスコードされ、CDNを介してグローバルに、そして世界中のさまざまな地域に配信される。異なる解像度の出力（1080p、720p）、異なるビットレートの出力、または HDR のような特殊なフォーマットなどです。さらに、アカマイでビデオをトランスコードすれば、非常にお得なイグレスコストを得ることができます。他の CDN に転送する場合は、わずかなコストがかかりますが、他の CDN プロバイダーよりはるかに低くなります。

ソーシャルメディア・ライブストリーミングにアカマイを利用するメリット

ライブストリーミングにアカマイを利用する理由は数多くあります。そのいくつかを見てみましょう。まず、アカマイでトランスコードしたビデオをアカマイの CDN に転送する場合、ハイパースケーラークラウドプロバイダーと比べて非常にお得なイグレス料金が適用されます。他の CDN に転送する場合は、他の CDN プロバイダーと比較して一般的に低料金ですが、わずかなコストがかかります。 

また、世界中のユーザーの近くにコアコンピュートリージョンがあります。ライブ・ストリーミングでは、リアルタイムのストリーミングのために、ユーザーの近くにあるローカルインフラ 。つまり、トランスコーディング・クラスタは、ビデオを視聴するエンドユーザーのずっと近くにある必要があります。エンドユーザー（視聴者）に近ければ近いほど、レイテンシーは低くなります。 

アカマイを使用してライブビデオのトランスコーディングを行う場合、トラフィックに応じて VM の数を増減できる必要があります。ライブイベント用のエンコーダーはスピンアップすることができ、イベントが終了するとスピンダウンします。この機能により、ビデオ画質を犠牲にしたりバッファリングの問題を発生させることなく、ピーク負荷に対応することができます。 

またアカマイは、ライブビデオのトランスコーディングにおけるリソース効率も向上させています。従来のトランスコーディング方法では、トラフィックに関係なく固定数のエンコーダーを維持していました。そのため、需要の少ない時間帯には利用率が低くなり、ピーク時には過負荷になる可能性があります。必要なときに動的にエンコーダーをスピンアップし、イベントが終了したらスピンダウンすることで、リソースの使用を最適化し、コストを削減することができます。この戦略により、特に他のクラウドプロバイダーと比較した場合、優れたコスト・パフォーマンス比が促進され、VMあたり同じ数のストリームをトランスコードできるようになりました。 

アカマイにおけるライブ・ビデオ・トランスコーディングのコスト分析

このソーシャルメディア企業は、ライブビデオのトランスコーディングにアカマイだけでなくAWS も検討していました。コスト分析を行うため、次のように仮定してみましょう。24 個の VM が必要で、それぞれが 4 つのストリームを生成すると仮定します。次の表では、アカマイの専用 64 GB 32 CPU インスタンスとAWSの c6a.8xlarge インスタンスを使用した場合の 1 か月間の費用を比較します。

考慮すべき主なコストは、コンピュートとイグレスの2つである。コンピュートコストは、月あたりのインスタンスコスト*インスタンス数です。イグレスのコスト計算では、イグレスの合計をGB/hrに換算します。チャンネルあたりのegress帯域幅は、ビットレートラダー内のすべてのビットレートを加算したときの帯域幅です。10Mbpsは、4Mbps、3Mbps、2Mbps、1Mbps（4+3+2+1=10）の標準HDチャンネルでは安全な数字です。 

数字は2024年5月24日現在 

アカマイの Egress コストを計算してみましょう。各 VM には 8TB のイグレスがプールされています。各チャンネルは 10Mbps を使用し、これは 3.13TB / 月（730 時間）に相当します。各 VM には 4 つのチャネルがあり、合計 4 * 3.13TB = VM あたり 12.52TB となります。8TBが含まれるため、VMあたりの超過容量は12.52TB - 8TB = 4.52TB（または4520GB）となります。オーバーエイジのコストは1GBあたり0.005ドルなので、VMあたりのコストは4520GB * 0.005/GB = 22.60ドルとなる。VMは24台なので、イグレスの合計は24 * 8TB = 192TB（または192,000GB）。チャネル数は96で、合計96 * 3.13TB = 300.48TB（または300,480GB）です。合計からプールされたイグレスを引く：300,480GB - 192,000GB = 108,480GBの超過分。超過分にegressレートを掛けます：108,480GB * $0.005/GB = $542.40.つまり、アカマイの総進出コストは $542.40 となります。

ここにはいくつかの重要な違いがある。

1. アカマイの方が 1 か月あたりのインスタンスコストが低いため、計算コストが低くなっています。(14,366ドル対17.046.43ドル）。
2. アカマイは、AWS と比較して、イグレス費用を大幅に削減しています（月額 $542対 $27,717）。

ライブビデオのトランスコーディングにアカマイを選択した場合とAWS を比較すると、毎月 36,939.67 ドルのコスト削減になります！このコスト削減は、ライブストリーミングを行なっているソーシャルメディア企業にとって重要です。

このように、アカマイのエグレスコストは、プールされたエグレス番号と低いオーバーエイジコストにより、AWS のような他のプロバイダーと比較して大幅なコスト削減を実現し、開発者にライブトランスコーディングのためのコスト効率に優れたソリューションを提供しています。

結論　

世界有数のソーシャル・メディア大手は、費用対効果だけでなく比類ないパフォーマンスも約束するアカマイのソリューションを求めました。同社は、品質に妥協することなく、また法外なコストをかけることなく、大量のライブストリームを効率的に処理できるトランスコーディングソリューションを必要としていました。アカマイを利用することで、この企業はまさに求めていたものを見つけることができました。

アカマイは、AWS と比較して、インスタンスあたりにより多くのライブストリームをトランスコードすることができました。これは、低遅延で高品質のライブビデオストリームを配信すると同時に、コストを最適化するという、双方にとってメリットのあるシナリオでした。お客様またはお客様の組織がライブビデオのトランスコーディングソリューションの最適化を検討している場合は、サインアップして 100 米ドルの無料クレジットを入手し、Linode のソリューションをお試しください。