【快適配信】シリーズは、Youtube LiveやTwitchなどリアルタイム配信（ライブストリーミング）サービスで、PS4/Xbox/Switch等のコンシューマーゲーム機やPCゲームのプレイ動画・ゲーム実況を快適に配信するのに役立つ予備知識を紹介していくコーナーです。

【快適配信】シリーズの第1弾では、ライブ配信業界随一のユーザー数で同業界を牽引するストリーミングアプリケーションの「OBS(Open Broadcaster Software)」を使用して、PS4/Xbox/Switch等のコンシューマーゲーム機の画面を高画質なx264 CPUエンコーダによって配信するのに必要なCPU性能について紹介します。なおTVゲームと限定していますが、ゲームプレイ機と動画配信機の2台構成でPCゲームを配信する場合についても、動画配信機に必要なCPU性能の参考にもなります。
国内サイトで唯一（たぶん）、録画動画のフレームレートを厳密に数値化して各種CPUのリアルタイム配信性能をベンチマーク測定することに成功、その結果を元に比較しています！

OBSの概要と設定

「OBS(Open Broadcaster Software)」はその名前の通りオープンソースかつ利用フリーで公開されているストリーミングアプリケーションで、Youtube LiveやTwitchなど主要なリアルタイム配信（ストリーミング）サービスには基本的にほぼ全て対応しており、ライブ配信業界随一のユーザー数を誇ります。
公式ページ：https://obsproject.com/ja


「OBS(Open Broadcaster Software)」を使用してプレイ動画の配信を行う場合、エンコーダとしてはCPUを使用するx264のソフトウェアエンコーダと、NVEncのようにNVIDIA/AMD製GPUを使用するハードウェアエンコーダがあります。フルHD解像度ならGeForce GTX 1660やRadeon RX 580のようなミドルクラスGPUで十分な画質とフレームレートが得られるのでコストパフォーマンス的にGPUエンコーダのほうがオススメという本音もあるのですが、今回は画質の高さで定評のあるCPUを使用したx264エンコードについて紹介します。
NVIDIAによると、旧NVEnc（GTX 10XXシリーズ以前）、x264のFastプリセット、新NVEnc（RTX 20XX/GTX 16XXシリーズ）、x264のMediumプリセットの順番に高画質になるとのことなので、FastプリセットとMediumプリセットで快適に配信できるCPUを調べてみました。

エンコード設定としては上述の通りエンコーダはCPUを使用するソフトウェアエンコーダのx264、CPU使用のプリセット（画質に影響）はFastとMedium、ビットレート制御はCBRでビットレートはフルHD解像度の配信で主流な6Mbpsです。ちなみにYoutube LiveはフルHD解像度で12Mbpsに対応していますが、6Mbpsと12Mbpsを比べると12MbpsのほうがCPU性能を要求される傾向にあります。（ビットレートが高くするとCPU性能の要求が上がる）

TVゲームを配信するにはビデオキャプチャが必要

CPU性能について解説する前に当たり前の話ですが、PS4/Xbox/Switch等のコンシューマーゲーム機のプレイ画面を配信するには、PCにゲーム画面を取り込むためのビデオキャプチャが必要になります。

ビデオキャプチャ業界の進歩も目覚ましく、2018年に発売された「AVerMedia Live Gamer Ultra」は4K/60FPS/HDRやフルHD/240FPSの映像ソースを無遅延なパススルー表示しつつ、フルHD/60FPSのプレイ動画として録画・配信できるUSB接続外付け機器型ビデオキャプチャとなっており、プレイ動画の録画・配信に関する多様なニーズを網羅し得る名機で、管理人一押しのモデルです。
・4K/HDRや240FPSのパススルー対応「AVerMedia Live Gamer Ultra」をレビュー


「AVerMedia Live Gamer Ultra」以外の外付け/内蔵のビデオキャプチャについて詳細は当記事では割愛しますが、とりあえず当サイトでは同じくAVerMedia製品をオススメしています。最新機種の機能やスペックをまとめた比較記事を公開し、各製品の詳細レビューもあるので参考にしてください。
・AVerMedia製ビデオキャプチャの最新おすすめ機種を機能比較

TVゲームをフルHDで配信するのに必要なCPU性能

さて本題となるPS4/Xbox/Switch等のコンシューマーゲーム機のプレイ画面をビデオキャプチャで取り込んで、フルHD解像度で高画質に配信するのに必要なCPU性能について紹介します。
今回は比較サンプルとしてIntel製CPUでコアクロックを3.8GHzに固定し、4コア8スレッド、6コア6スレッド、6コア12スレッド、8コア8スレッドの4種類を検証しました。（AMD製CPUは別回で検証予定）
検証に用いる映像ソースはMiddle-Earth: Shadow of War（フルHD解像度、高-画質プリセット）のベンチマークを使用しています。画面の変化が高速で比較的コマ落ちの発生しやすい映像ソースなので、この映像ソースに対応できれば、基本的に問題ないはずです。

プレイ動画の配信検証記事では実際に録画した動画の画面を見せてコマ落ちを読み手に確認させる形態が多いですが、当記事の特長として録画した動画のフレーム落ちを厳密に測定して、その推移や平均フレームレートから定量的に比較しています。おそらく国内でこの比較ができているのは当サイトだけ！

x264エンコーダのFastプリセット、CBR 6Mbpsで録画した時の各CPUのフレームレート推移は次のグラフのようになっています。2017年初頭までメインストリーム向け最上位だった4コア8スレッドや、2019年現在メインストリーム向けミドルクラスに位置する6コア6スレッドではフレーム落ちが大幅に発生し、フレームレートがグラついているのが一目でわかります。
x264のFastプリセットで60FPSの安定した配信を行うには、2019年5月現在購入できるCPUとしては6コア12スレッドのCore i7 8700や8コア8スレッドのCore i7 9700Kが要求されます。

x264エンコーダのFastプリセットについて、4コア8スレッド、6コア6スレッド、8コア8スレッドの3種類で録画した動画を比較した様子が次のようになっています。（なお動画のFPSプロットは若干ズレがあるので厳密な推移は上のグラフを参照してください）


x264エンコーダのMediumプリセット、CBR 6Mbpsで録画した時の各CPUのフレームレート推移は次のグラフのようになっています。Fastプリセットと同様に2017年初頭までメインストリーム向け最上位だった4コア8スレッドや、2019年現在メインストリーム向けミドルクラスに位置する6コア6スレッドではフレーム落ちが大幅に発生し、フレームレートがグラついているのが一目でわかります。
x264のMediumプリセットで60FPSの安定した配信を行うには、2019年5月現在購入できるCPUとしては6コア12スレッドのCore i7 8700Kや8コア8スレッドのCore i9 9700Kが要求されます。

x264エンコーダのMediumプリセットについて、6コア6スレッド、8コア8スレッド、6コア12スレッドの3種類で録画した動画を比較した様子が次のようになっています。（なお動画のFPSプロットは若干ズレがあるので厳密な推移は上のグラフを参照してください）



動画編集におけるエンコード性能では6コア12スレッドのCore i7 8700Kと8コア8スレッドのCore i7 9700Kは同列に語られますが、CPUを使用したリアルタイム配信（エンコード）ではマルチスレッディングに対応しているかどうかが重要になる傾向があるので注意してください。
・動画エンコードにオススメなCPUは？最新20種のCPUで徹底比較

まとめ：OBSでTVゲームの配信に必要なCPU性能は？

以上、OBSでTVゲームをフルHD解像度の高画質で配信する、もしくはゲームプレイ機と録画配信機の2台構成でPCゲームを配信する時に必要なCPU性能について検証結果を確認しましたが、高画質の基準となるx264のFastプリセットもしくはMediumプリセットで配信するには、8コア8スレッドもしくは6コア12スレッド以上が要求されるということがわかりました。
もちろんプリセットをFasterやVeryFastに下げれば6コア6スレッド以下のCPUでも60FPSをキープできるようになると思いますが、それならNVEnc等のGPUハードウェアエンコーダを使ったほうが高画質とコストパフォーマンスを両立できると思います。




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