華碩ESC4000 G2加速主流VDI桌面云3D應用
藍調 發(fā)表于：13年04月16日 10:00 [來稿] DOIT.com.cn
2013年3月，備受矚目的圖形計算盛會GTC 2013(GPU Technology Conference)在美國加利福尼亞州圣何塞麥克恩利會議中心舉行。期間NVIDIA首次清晰地描述了GRID產品及相關技術， NVIDIA GRID™產品主要用來加速VDI(Virtual Desktop Infrastructure)虛擬桌面基礎架構下的圖形處理效能，透過NVIDIA GRID™技術可以將圖形處理任務從CPU移交給虛擬化環(huán)境中的GPU 來處理，從而克服大型3D設計建模軟件無法在VDI架構下使用的問題，繼而可以改善VDI架構下的整體3D應用體驗。
眾所周知，華碩ESC超算產品家族擁有豐富的產品線，涵蓋桌面級與集群級兩大陣營，更切近用戶的使用環(huán)境，目前第二代ESC G2家族產品已幾乎成為科研用戶在CPU+GPU混合超算應用領域的不二之選，擁有多個領先的身份標簽：超高的穩(wěn)定性;優(yōu)秀的散熱系統(tǒng);全面支持NVidia® Tesla® 、AMD FireProTM 、Intel® Xeon PhiTM計算加速卡;獨家EPU DIGI+VRM節(jié)能技術;極致的超高計算密度與性能等等。
針對NVIDIA GRID™技術，華碩率先提出了支持，NVIDIA GRID™產品中的核心產品為GRID顯卡，目前主要有兩款產品分別對應不同的應用場景，GRID K1和K2，其中GRID K1主要設計滿足Power User及Knowledge Worker用戶群，提供768個CUDA核心;而GRID K2主要設計面向傳統(tǒng)Quadro 應用的Designer/Engineer，提供3072個CUDA核心。通過NVIDIA官方網(wǎng)站可以發(fā)現(xiàn)：華碩ESC4000G2系列產品已經(jīng)過NVIDIA總部實驗室驗證，單個ESC4000G2最大支持3片GRID K1或4片GRID K2;同時官方數(shù)據(jù)顯示目前只有華碩ASUS、IBM、戴爾正式通過官方認證，其中華碩ESC4000G2提供比其他廠商2倍的GRID顯卡支持密度。
近期華碩集團總部開放實驗室和InCG針對ESC4000G2+2xGRID K2，在Citrix XenDesktop桌面虛擬化架構下進行了合作驗證，并公布了相關值得參考的數(shù)據(jù)。
▲ESC4000G2 + GRID K2
▲NVIDIA GRID VGX software diagram
驗證場景一：Viewport 顯示速率
首先是3ds Max 實時顯示測試，使用面數(shù)為5百多萬面的場景，貼圖占顯示適配器內存1736MB，在View Port上使用Realistic+ Edged faces時，虛擬主機每秒可以達到26fp以上，對照組的DIY工作站配備i7-920 + Quadro 4000每秒約7fps，可見NVIDIA Kepler架構確實讓顯示效能有非常大的躍進，但ESC4000 G2在同時四臺虛擬機都開啟同一個檔案操作時依然能夠有相同的效能表現(xiàn)令工程師非常驚訝，有了NVIDIA GRID K2與VGX Hypervisor技術加持讓ESC4000 G2變身成為繪圖工作站中的葉問，”一個打十個”這經(jīng)典畫面在CG界真實上演。
▲實體工作站i7-920 + Quadro 4000
▲虛擬機 ESC4000G2 + GRID K2 + Citrix XenDesktop
驗證場景二：虛擬主機VS實體工作站
驗證iRay這款全物理運算并使用CUDA技術的彩現(xiàn)引擎，因為CPU資源分配的關系所以僅使用兩部虛擬主機，虛擬工作站各分配了四核心的CPU資源與一顆NVIDIA GRID K2擁有1536個CUDA核心與4G GDDR5顯示內存，圖文件大小為Full HD規(guī)格1920*1080，兩部虛擬主機同時算圖計算1024次所耗費的時間分別為46m59s與47m05s，而對照組的工作站因為僅有2G GDDR5的顯示內存，不足場景所需而跳出了警告訊息，整體算圖過程系統(tǒng)崩潰了好幾次，最后成功計算出來的時間為4h30m36s，足足是虛擬工作站的六倍之多。
▲虛擬繪圖工作站在效能上是可以超越實體工作站的
驗證場景三：VDI模式下網(wǎng)絡圖形渲染
驗證VDI模式下網(wǎng)絡圖形渲染的功能，因為每部虛擬主機都可以視為單獨的工作站，這對想要制作動畫的使用者來說是非常有利的，因為組Render Farm通常需要多部主機與大空間才能達成，現(xiàn)在只需要少量的主機就能達到多部主機效率的話，那真的是一大福音，工程師使用了Backburner控制渲染工作，測試1920*1080與電影規(guī)格的4096*2304并分隔為10個計算單位，假設單臺單張1920*1080花費46分鐘來計算，那理論上兩臺同時計算應該會低于這個時間才是，但結果出乎意料的反而是花費了55分鐘17秒，可是成像的質量卻大大的提升了，原因可能是在做Ray Tracer受影像大小的影響不大，仍舊需要要花那么多時間去計算光影的數(shù)值，但由于影像大小變小反而提高了成像的質量，基于這樣的結論測試4K圖檔的算
圖結果應該不需要花四倍的時間才是(因為影像是四倍大)，結果花費2小時47分鐘41秒，成像質量也與前一次的差不多，所以證明使用GPU算圖利用iRay彩現(xiàn)會比傳統(tǒng)CPU算圖在影像大小日益膨脹的未來更具有競爭優(yōu)勢。
▲VDI模式下網(wǎng)絡圖形渲染可有效的消除白點
驗證場景四：After Effects 加速
Adobe After Effects的加速測試，Adobe CS6版本有多項軟件都已經(jīng)是64位的版本了，并且提供水星引擎在圖像處理上有硬件加速功能，而圖像處理最耗時的不外乎是加入特效之后的預覽與最后輸出影片時編碼所需要的時間，而強大的NVIDIA GRID K2提供了最佳的解決之道，比起單純使用CPU編碼的速度提升了約8倍的時間(H.264編碼)，在測試的過程中都是同時使用兩部虛擬主機在做運算，強悍的效能表現(xiàn)一點都不受到影響真的很令人印象深刻。
驗證場景五：ESC4000G2+ GRID K2壓力測試
最后還是要做一下壓力測試才能知道這樣的虛擬主機方案能不能真的使用在工作上而不流于研究階段，還是一樣使用iRay來做測試，把算圖質量設定為Unlimited就能夠永無休止的算下去，經(jīng)過了36個小時連續(xù)測試下來ESC4000 G2依然平順且正常的工作著，GPU溫度也都保持在攝氏50度的穩(wěn)定狀態(tài)，散熱效率與穩(wěn)定性都非常值得信賴。
▲全速運轉時的GPU 狀態(tài)
▲閑置時的GPU 狀態(tài)
最后
得益于華碩ESC 4000 G2對NVIDIA GRID顯卡超高密度的支持能力，在具體的企業(yè)應用場景中，假設原有10名員工都必須在個人工作站上安裝專業(yè)顯卡來工作，為滿足這部分需求就必須購置10臺繪圖工作站產品，成本支出異常昂貴，但使用NVIDIA GRID K2搭配NVIDIA VGX Hypervisor技術則可以將GPU資源共享給多部虛擬主機，以GRID K2內含兩顆GPU并可以安裝四片的數(shù)量來計算，一臺ESC4000 G2最少可以分配給8位專業(yè)工程繪圖人員來使用，而若是搭配像是CITRIX的XenDesktop與XenServer分享的數(shù)量將可以超越16臺以上，這樣的解決方案對于有大量繪圖需求的企業(yè)不但成本更加節(jié)省，而且管理上也能方便許多，另外操作的平臺也可以擴展到其他行動裝置上，因為透過虛擬主機操作的方式只要在能夠接受畫面與輸入指令平臺就能作業(yè)，平板電腦或是其他裝置都能變成繪圖工作站。
正如業(yè)內人士所表示，在GRID之前，我們確實沒有任何可以直接使用的GPU硬件虛擬化應用，讓客戶能夠對其多路工作負荷進行虛擬化，而NVIDIA GRID技術讓華碩解決方案能夠在運行設計與圖形密集型應用時表現(xiàn)出更強的性能，并且降低成本，使企業(yè)實現(xiàn)增長。以ESC4000 G2這樣高集成GPU運算僅需要2U空間的服務器來說，在功耗效能比上同級產品確實無人能敵，不論是要用在單一系統(tǒng)當作個人超級計算機來使用，或是成為多人使用的繪圖計算中心功能都可以靈活搭配應用在各個領域上。
為了保證ESC4000 G2超級計算機計算的可靠性，華碩ESC4000 G2搭載了優(yōu)化的散熱解決方案：華碩獨家的設計將系統(tǒng)分為三個獨立的散熱區(qū)塊，再配合華碩獨家智能風扇技術與AIR-ThroughTM熱空氣導流架構的機構設計，這樣CPU和GPU所產生的氣流、熱空氣可被獨立且迅速的排出機殼之外，達到最佳散熱目的。ESC4000 G2超級計算機還配備了具備電源管理功能的1620W 1+1高效能冗余電源，該款電源通過80 PLUS 白金認證，有效提升電能利用率，實現(xiàn)節(jié)能性綠色計算。ESC4000 G2超級計算機內搭最新一代EPU數(shù)字綠色能量引擎，實現(xiàn)全數(shù)字化的供電控制，根據(jù)實際的系統(tǒng)負載自動調節(jié)中央處理器供電相數(shù)，從而實現(xiàn)智慧型電能管理，有效改善客戶在數(shù)據(jù)中心能源管理方面的效能，同時也在保護環(huán)境降低碳排放上作出更多的貢獻。
此外值得一提的是，華碩ESC4000G2還是唯一通過Citrix虛擬化Ready認證的超算服務器https://www.citrix.com/ready/en/asus/asus-esc4000-g2
更多華碩ESC產品，請訪問：https://event.asus.com.cn/2012/1119yServer/
