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2013年3月，備受矚目的圖形計(jì)算盛會(huì)GTC 2013(GPU Technology Conference)在美國(guó)加利福尼亞州圣何塞麥克恩利會(huì)議中心舉行。期間NVIDIA首次清晰地描述了GRID產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)， NVIDIA GRID™產(chǎn)品主要用來(lái)加速VDI(Virtual Desktop Infrastructure)虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)下的圖形處理效能，透過(guò)NVIDIA GRID™技術(shù)可以將圖形處理任務(wù)從CPU移交給虛擬化環(huán)境中的GPU 來(lái)處理，從而克服大型3D設(shè)計(jì)建模軟件無(wú)法在VDI架構(gòu)下使用的問(wèn)題，繼而可以改善VDI架構(gòu)下的整體3D應(yīng)用體驗(yàn)。

眾所周知，華碩ESC超算產(chǎn)品家族擁有豐富的產(chǎn)品線(xiàn)，涵蓋桌面級(jí)與集群級(jí)兩大陣營(yíng)，更切近用戶(hù)的使用環(huán)境，目前第二代ESC G2家族產(chǎn)品已幾乎成為科研用戶(hù)在CPU+GPU混合超算應(yīng)用領(lǐng)域的不二之選，擁有多個(gè)領(lǐng)先的身份標(biāo)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(jì)算加速卡;獨(dú)家EPU DIGI+VRM節(jié)能技術(shù);極致的超高計(jì)算密度與性能等等。

針對(duì)NVIDIA GRID™技術(shù)，華碩率先提出了支持，NVIDIA GRID™產(chǎn)品中的核心產(chǎn)品為GRID顯卡，目前主要有兩款產(chǎn)品分別對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，GRID K1和K2，其中GRID K1主要設(shè)計(jì)滿(mǎn)足Power User及Knowledge Worker用戶(hù)群，提供768個(gè)CUDA核心;而GRID K2主要設(shè)計(jì)面向傳統(tǒng)Quadro 應(yīng)用的Designer/Engineer，提供3072個(gè)CUDA核心。通過(guò)NVIDIA官方網(wǎng)站可以發(fā)現(xiàn)：華碩ESC4000G2系列產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)NVIDIA總部實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，單個(gè)ESC4000G2最大支持3片GRID K1或4片GRID K2;同時(shí)官方數(shù)據(jù)顯示目前只有華碩ASUS、IBM、戴爾正式通過(guò)官方認(rèn)證，其中華碩ESC4000G2提供比其他廠(chǎng)商2倍的GRID顯卡支持密度。

近期華碩集團(tuán)總部開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和InCG針對(duì)ESC4000G2+2xGRID K2，在Citrix XenDesktop桌面虛擬化架構(gòu)下進(jìn)行了合作驗(yàn)證，并公布了相關(guān)值得參考的數(shù)據(jù)。

▲ESC4000G2 + GRID K2

▲NVIDIA GRID VGX software diagram

驗(yàn)證場(chǎng)景一：Viewport 顯示速率

首先是3ds Max 實(shí)時(shí)顯示測(cè)試，使用面數(shù)為5百多萬(wàn)面的場(chǎng)景，貼圖占顯示適配器內(nèi)存1736MB，在View Port上使用Realistic+ Edged faces時(shí)，虛擬主機(jī)每秒可以達(dá)到26fp以上，對(duì)照組的DIY工作站配備i7-920 + Quadro 4000每秒約7fps，可見(jiàn)NVIDIA Kepler架構(gòu)確實(shí)讓顯示效能有非常大的躍進(jìn)，但ESC4000 G2在同時(shí)四臺(tái)虛擬機(jī)都開(kāi)啟同一個(gè)檔案操作時(shí)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(shù)加持讓ESC4000 G2變身成為繪圖工作站中的葉問(wèn)，”一個(gè)打十個(gè)”這經(jīng)典畫(huà)面在CG界真實(shí)上演。

▲實(shí)體工作站i7-920 + Quadro 4000

▲虛擬機(jī) ESC4000G2 + GRID K2 + Citrix XenDesktop

驗(yàn)證場(chǎng)景二：虛擬主機(jī)VS實(shí)體工作站

驗(yàn)證iRay這款全物理運(yùn)算并使用CUDA技術(shù)的彩現(xiàn)引擎，因?yàn)镃PU資源分配的關(guān)系所以?xún)H使用兩部虛擬主機(jī)，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(gè)CUDA核心與4G GDDR5顯示內(nèi)存，圖文件大小為Full HD規(guī)格1920*1080，兩部虛擬主機(jī)同時(shí)算圖計(jì)算1024次所耗費(fèi)的時(shí)間分別為46m59s與47m05s，而對(duì)照組的工作站因?yàn)閮H有2G GDDR5的顯示內(nèi)存，不足場(chǎng)景所需而跳出了警告訊息，整體算圖過(guò)程系統(tǒng)崩潰了好幾次，最后成功計(jì)算出來(lái)的時(shí)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(shí)體工作站的

驗(yàn)證場(chǎng)景三：VDI模式下網(wǎng)絡(luò)圖形渲染

驗(yàn)證VDI模式下網(wǎng)絡(luò)圖形渲染的功能，因?yàn)槊坎刻摂M主機(jī)都可以視為單獨(dú)的工作站，這對(duì)想要制作動(dòng)畫(huà)的使用者來(lái)說(shuō)是非常有利的，因?yàn)榻MRender Farm通常需要多部主機(jī)與大空間才能達(dá)成，現(xiàn)在只需要少量的主機(jī)就能達(dá)到多部主機(jī)效率的話(huà)，那真的是一大福音，工程師使用了Backburner控制渲染工作，測(cè)試1920*1080與電影規(guī)格的4096*2304并分隔為10個(gè)計(jì)算單位，假設(shè)單臺(tái)單張1920*1080花費(fèi)46分鐘來(lái)計(jì)算，那理論上兩臺(tái)同時(shí)計(jì)算應(yīng)該會(huì)低于這個(gè)時(shí)間才是，但結(jié)果出乎意料的反而是花費(fèi)了55分鐘17秒，可是成像的質(zhì)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(shí)間去計(jì)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(zhì)量，基于這樣的結(jié)論測(cè)試4K圖檔的算

圖結(jié)果應(yīng)該不需要花四倍的時(shí)間才是(因?yàn)橛跋袷撬谋洞?，結(jié)果花費(fèi)2小時(shí)47分鐘41秒，成像質(zhì)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(huì)比傳統(tǒng)CPU算圖在影像大小日益膨脹的未來(lái)更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

▲VDI模式下網(wǎng)絡(luò)圖形渲染可有效的消除白點(diǎn)

驗(yàn)證場(chǎng)景四：After Effects 加速

Adobe After Effects的加速測(cè)試，Adobe CS6版本有多項(xiàng)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(shí)的不外乎是加入特效之后的預(yù)覽與最后輸出影片時(shí)編碼所需要的時(shí)間，而強(qiáng)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(shí)間(H.264編碼)，在測(cè)試的過(guò)程中都是同時(shí)使用兩部虛擬主機(jī)在做運(yùn)算，強(qiáng)悍的效能表現(xiàn)一點(diǎn)都不受到影響真的很令人印象深刻。

驗(yàn)證場(chǎng)景五：ESC4000G2+ GRID K2壓力測(cè)試

最后還是要做一下壓力測(cè)試才能知道這樣的虛擬主機(jī)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(lái)做測(cè)試，把算圖質(zhì)量設(shè)定為Unlimited就能夠永無(wú)休止的算下去，經(jīng)過(guò)了36個(gè)小時(shí)連續(xù)測(cè)試下來(lái)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(lài)。

▲全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的GPU 狀態(tài)

▲閑置時(shí)的GPU 狀態(tài)

最后

得益于華碩ESC 4000 G2對(duì)NVIDIA GRID顯卡超高密度的支持能力，在具體的企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，假設(shè)原有10名員工都必須在個(gè)人工作站上安裝專(zhuān)業(yè)顯卡來(lái)工作，為滿(mǎn)足這部分需求就必須購(gòu)置10臺(tái)繪圖工作站產(chǎn)品，成本支出異常昂貴，但使用NVIDIA GRID K2搭配N(xiāo)VIDIA VGX Hypervisor技術(shù)則可以將GPU資源共享給多部虛擬主機(jī)，以GRID K2內(nèi)含兩顆GPU并可以安裝四片的數(shù)量來(lái)計(jì)算，一臺(tái)ESC4000 G2最少可以分配給8位專(zhuān)業(yè)工程繪圖人員來(lái)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(tái)以上，這樣的解決方案對(duì)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(tái)也可以擴(kuò)展到其他行動(dòng)裝置上，因?yàn)橥高^(guò)虛擬主機(jī)操作的方式只要在能夠接受畫(huà)面與輸入指令平臺(tái)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(nèi)人士所表示，在GRID之前，我們確實(shí)沒(méi)有任何可以直接使用的GPU硬件虛擬化應(yīng)用，讓客戶(hù)能夠?qū)ζ涠嗦饭ぷ髫?fù)荷進(jìn)行虛擬化，而NVIDIA GRID技術(shù)讓華碩解決方案能夠在運(yùn)行設(shè)計(jì)與圖形密集型應(yīng)用時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的性能，并且降低成本，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。以ESC4000 G2這樣高集成GPU運(yùn)算僅需要2U空間的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，在功耗效能比上同級(jí)產(chǎn)品確實(shí)無(wú)人能敵，不論是要用在單一系統(tǒng)當(dāng)作個(gè)人超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)使用，或是成為多人使用的繪圖計(jì)算中心功能都可以靈活搭配應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域上。

為了保證ESC4000 G2超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)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(dú)家的設(shè)計(jì)將系統(tǒng)分為三個(gè)獨(dú)立的散熱區(qū)塊，再配合華碩獨(dú)家智能風(fēng)扇技術(shù)與AIR-ThroughTM熱空氣導(dǎo)流架構(gòu)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣CPU和GPU所產(chǎn)生的氣流、熱空氣可被獨(dú)立且迅速的排出機(jī)殼之外，達(dá)到最佳散熱目的。ESC4000 G2超級(jí)計(jì)算機(jī)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(guò)80 PLUS 白金認(rèn)證，有效提升電能利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能性綠色計(jì)算。ESC4000 G2超級(jí)計(jì)算機(jī)內(nèi)搭最新一代EPU數(shù)字綠色能量引擎，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的供電控制，根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)負(fù)載自動(dòng)調(diào)節(jié)中央處理器供電相數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)智慧型電能管理，有效改善客戶(hù)在數(shù)據(jù)中心能源管理方面的效能，同時(shí)也在保護(hù)環(huán)境降低碳排放上作出更多的貢獻(xiàn)。

此外值得一提的是，華碩ESC4000G2還是唯一通過(guò)Citrix虛擬化Ready認(rèn)證的超算服務(wù)器https://www.citrix.com/ready/en/asus/asus-esc4000-g2

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