作者| 阿里文娛高級無線開發專家 付笑冰
在線視頻平臺為用戶提供服務時，面臨的一個嚴重的挑戰是，如何保證在為用戶提供流暢且穩定播放服務的前提下，儘量降低整體運營成本。
本篇文章將圍繞上述問題，重點討論技術實踐中的成本控制手段。
一、視頻平臺成本的構成
視頻平臺在提供播放服務的過程中涉及到非常多環節和技術棧，每個環節都會涉及極其復 雜的計費方式，因此分析視頻平臺成本的構成是量化的第一步。在拆解成本構成之前，我們先以某視頻公司為例進行財報分析，其近期的財報如下所示：
從上述財報中可以明顯看出，相對於逐年增加的營業收入而言，運營成本及費用的增幅更為顯著，最終導致淨虧損額的逐年遞增。顯然，降低運營成本和費用的增速，就等同於降低淨 虧損、增大收益。
在對成本進行量化控制之前，首先對運營成本和費用的構成進行分析。某視頻公司 2019 年 財報關於成本的明細記錄如下圖所示：
可以明顯看出，除內容成本之外，帶寬成本是佔比最高的部分。此外，雖然其餘部分技術 相關的成本佔比較低，但就其總量而言也不能忽視。
就技術相關的開銷而言，視頻生產、存儲、分發等每個環節都需要不菲的成本支撐，而具 體花費金額則與公司的業務形態、採用的技術手段以及相應的定價明細息息相關。就播放業務 和視頻服務相關的技術棧而言，我們可將存在優化空間的幾個核心環節概括為：
1）生產：視頻轉碼和審核費用；
2）存儲：對象存儲 OSS 的存儲費用；
3）分發：OSS 流量費用，CDN 帶寬費用。
二、定價方式
除了上述視頻平臺成本相關的核心環節，定價方式是另一個重要指標。我們從阿里雲官網 計費模式處截取了不同環節的價格明細，其中轉碼定價如下圖所示：
根據圖中轉碼相關的計費方式，可得出如下結論：
1）轉碼費用主要受視頻時長、輸出分辨率、轉碼格式（H264/H265）等因素的影響。由於轉碼消耗的是服務器的 CPU 資源，所以轉碼成本基本上與其消耗的算力成正比。
2）從上表可以簡單推斷出，H265 需要的算力是 H264 的 5 倍左右；而且分辨率長寬每 分別提高一倍，總體算力也需要翻倍。不管是購買雲服務還是自購服務器，這個邏輯都是通用的，區別只是定價的不同。
除了轉碼以外，計費方案中還包括審核價格。優酷的UGC 業務比較發達，而 UGC 內容 的審核是必不可少的過程，審核定價明細如下圖所示：
同樣地，將審核相關的優化思路概括如下：
1）審核成本與視頻長短直接相關，而與分辨率以及編碼格式都無關。
2）基於價格數據，審核相關的成本運算需要關心的因素和畫面清晰度無關，因此可以只針 對固定的清晰度進行審核。
3）相對而言，審核成本顯著低於 H265 轉碼的開銷，而和 H264 轉碼開銷相當。 在分析完成轉碼和審核的成本策略之後，再分析一下帶寬這個成本開銷巨頭的優化思路。
阿里雲給出的帶寬計費方式如下圖所示：
針對帶寬成本的計費方式，可以採用如下的應對策略：
1）優酷等視頻平臺的月 CDN 費用大於 10 萬，所以會被按照 95 峰值來計算收費。
2）假設每月每天的帶寬使用相對均衡，單位成本就會更低。
在詳細分析成本時，僅依賴 95 峰值計費方式侷限性比較強，如果結合流量計費方式（如 下圖）進行綜合分析，可信度會大大提高。
在按流量計費方式方面，通過阿里雲官網計費明細得知：同樣一個產品，按照不同的計費 規則實際上的開銷不會差距太大，因此上述分析在不同場景以及不同定價的條件下，誤差較為可控，具有一般性。
三、播放體驗為何會影響成本
優質的播放體驗需要一定程度的成本支撐，二者在大多數場景都存在相互制約的微妙關係。 大家都知道，用戶觀看視頻時消耗的網絡流量，在最理想的情況下有如下關係：
播放視頻需要的流量 = 下載視頻使用的流量 但由於網絡抖動以及延遲等因素，如果簡單粗暴地看到哪裡下到哪裡，必然在播放時持續抖動，進而導致卡頓，這是用戶絕對不能接受的。基於上述最理想的公式進行簡單改進，增加緩衝區如下：
播放視頻需要的流量 + 緩衝區大小 = 下載視頻使用的流量。 然而，上述公式存在一個隱藏的縮放係數，其取值為[1, ∞)，進而更新公式如下：
min(播放視頻需要的流量 + 緩衝區最大值, 受網速影響該時間段能下載的最大流量）= 下載視頻使用的流量 由此可知，緩衝區最大值無論用什麼策略去配置優化，在任何時段內必然是一個大於 0、小於無限大（至少小於設備存儲空間上線）的值。所以上述公式在統計意義上的形式為：
播放視頻需要的流量 x 固定放大係數 = 下載視頻使用的流量
其中，固定放大係數與單視頻用戶平均觀看時長是強相關的，如果用戶持續觀看不退出就 調小一些，如果用戶頻繁切換視頻就調大一些。因此整體而言，用戶情況穩定的情況下，固定 放大係數越大，用戶發生卡頓的概率就越小，服務商的帶寬成本就越高。至於如何在不增加用 戶卡頓概率的情況下儘量降低放大係數，另外有“播放體驗優化”的話題會進行詳細分析，此處 就不展開分析了。
四、定價如何影響技術決策
我們都知道使用 H265 比 H264 大約會帶來 20% 到 30% 的碼率節約，這與具體的視頻以及轉碼參數有關。碼率節約有兩個好處：
1）對用戶來說，看片時需要的碼率越低，出現卡頓的可能性就越低；
2）對視頻平臺來說，平均碼率的節約就等於 CDN 流量成本的節約。 所以我們把所有視頻都轉成 H265 是不是就能帶來全平臺 20% 到 30% 的節約？非常可惜，並不是的。
任何一個視頻網站，具體視頻的播放頻次都是接近呈指數分佈的，換句話說，視頻熱度的 長尾分佈極其明顯。大部分用戶大部分時間集中看少數視頻，而大量的視頻一個月內僅僅被觀 看一次，甚至完全沒有人觀看。從上文阿里雲按流量的定價來看，1GB 流量最低 0.15 元，1080P 及以下視頻 H264 格式每分鐘 0.0651 元、H265 格式每分鐘 0.3255 元。
舉例說明 H264/H265 的成本權衡方案，假設一個視頻時長為 60 分鐘、原始碼率為 2Mbps、 H265 轉碼效率為 20%，其在不同轉碼格式下的成本明細如下圖所示：
需要補充的是，由於當前大量設備不支持 H265，因此 H264 轉碼成本是無法避免的，此 處不做單獨說明。基於上述計算，H265 存儲收益和轉碼成本的收支平衡點為 19.53 / (0.135 -0.108) = 723 次。也就是說，在當前的定價下，一個視頻需要用 H265 完整播放 723 次，其CDN 成本降低的收益才能超過其轉碼的額外開銷，從而獲得成本節省。而實際上由於用戶並不會每 次都完整播放，上述數字還是要打折扣的，基於上述案例，綜合考慮後需要 1000 次甚至更多。
類似優酷等視頻平臺，其視頻類型主要包括兩部分：
1）官方採買和自制的電視劇、電影和綜藝等版權視頻：版權視頻受製作成本以及生態限制， 數量是有限的；而用戶觀看熱度較高的視頻，平臺也會傾斜優質的宣發資源，這部分視頻播放 量大，版權費用也較高，相對而言，一部視頻幾十元的轉碼成本就可以忽略不計了。
2）用戶自行錄製上傳的 UGC 視頻：海量的用戶上傳視頻較為長尾、曝光度較為分散， 如果對於總播放次數較低的冷門視頻還要進行 H265 轉碼，就得不償失了。
對於播放次數少的視頻，不但在轉碼上沒有必要生產成 H265，而且在存儲分發策略上也 應有所區分。具體而言，由於播放次數太少，每次播放都大概率因無法命中 CDN 緩存而需要 回源，在這種情況下，平臺要付出的成本就是 CDN 流量費外加回源流量費。如此一來，不但 額外花了 CDN 的錢，而且沒有帶來任何好處，還不如從 OSS 直接下載來得經濟實惠。
五、成本最優化展望
綜上，不僅視頻業務是不斷變化的，而且視頻播放生產等每個環節的成本也是不斷變化的， 因此成本優化的策略也會隨之變化。為了在滿足業務需求的情況下達到整體的成本最優，我們 必然需要徹底瞭解所有的環節，打通上層業務和底層技術的信息通道，權衡性價比，以持續獲 取最好的收益。
拋磚引玉以一個思路作為結尾，當前視頻平臺內的展示位基本上靠推薦算法和運營配置等 業務手段呈現給用戶，那麼一個視頻可以有多少播放量，以及是否有必要採用 H265 甚至 AV1 等碼率更低但是轉碼費用更高的格式，是完全可以建設一套系統進行精準預測的。另一方面， 在同樣轉碼格式的情況下，微調算法參數也會對成本計算產生較大的影響。所有的一切，都需 要我們針對每一個視頻進行精準的成本規劃，不放過每一處可優化的細節，聚沙成塔，從而獲 得最大限度的成本收益。
