GPU虛擬化三位一體推動IT設計平臺革新

北汽集團汽車研究院是中國著名的汽車設計研發(fā)機構(gòu)，成立12年來，研究院使用IT設計平臺立項研發(fā)車型20多個，正在研發(fā)的車型有10余款多。

諸多挑戰(zhàn)亟需技術改變

隨著全院業(yè)務和計算機數(shù)量的增加，數(shù)據(jù)交換越來越頻繁，原有的落后的數(shù)據(jù)交互方式給研究院帶來新的挑戰(zhàn)。

第一，工作效率亟待提升，由于研究院采用研發(fā)網(wǎng)與辦公網(wǎng)物理隔離的方式，研發(fā)設計工程師需要在兩個網(wǎng)絡之間，通過兩臺計算機來回切換工作任務，很多項目管理任務由于網(wǎng)絡的隔斷，無法實現(xiàn)對相關文件的直接編輯、操作、審批。

第二，IT成本居高不下，研發(fā)網(wǎng)工程師全部使用圖形工作站，一些高配置工作站資源利用率不高導致硬件投資較大、維護成本也高，尤其是一些正版軟件的許可協(xié)議綁定在物理CPU或CPU核心之上，物理CPU越多應用軟件的資金成本就越高。

第三，數(shù)據(jù)安全仍存隱憂，雖然采用了網(wǎng)絡隔離的方式控制數(shù)據(jù)外泄，但是一些研發(fā)數(shù)據(jù)散布在研發(fā)網(wǎng)內(nèi)的工作站本地硬盤之中，即使采取了一些技術手段來加強數(shù)據(jù)保護，數(shù)據(jù)安全問題依然存有隱患，例如：非正常啟用USB等外部接口、網(wǎng)線對接拷貝數(shù)據(jù)、通過改名隱藏拷貝、硬盤或主機丟失等均會導致數(shù)據(jù)泄密。

GPU虛擬化三位一體推動IT設計平臺革新

為應對上述挑戰(zhàn)，北汽集團汽車研究院通過虛擬化方案，以提效率、降成本、保安全三位一體的方式，快速推動IT設計終端平臺的革新。

首先，通過實施應用虛擬化、桌面虛擬化、GPU虛擬化，安全打通研發(fā)與辦公網(wǎng)連接，解決了研發(fā)網(wǎng)用戶瀏覽互聯(lián)網(wǎng)、郵件、簡單處理外來工程文件的需求，同時解決了辦公網(wǎng)用戶無縫切入研發(fā)網(wǎng)對PDM項目設計管理文件）讀取和編輯研發(fā)數(shù)據(jù)的問題。

其次，實施GPU虛擬化方案，通過引入NVIDIA GRID K2產(chǎn)品將工作站的圖形處理能力集中到數(shù)據(jù)中心的GPU虛擬服務資源池中，利用GPU虛擬化全面減少終端工作站數(shù)量和設計工作站CPU數(shù)量，進而減少工作站的硬件配置和維護成本，還有設計軟件的正版軟件許可協(xié)議費用。

最后，在GPU虛擬化后，通過文件加密外發(fā)方式，增強對研發(fā)網(wǎng)和辦公網(wǎng)終端的安全及數(shù)據(jù)保護，更為重要的是，研發(fā)數(shù)據(jù)不存儲于工作站或PC機硬盤，有效保證了研發(fā)環(huán)境的純潔性，既避免了病毒、木馬的干擾，也消除了人為拷貝的泄密風險。

GPU虛擬化提升產(chǎn)品設計效率

對于高級設計任務，通過GPU虛擬化，1塊GRID K2可以同時支持4個設計人員的圖形處理任務，讓他們獲得相當于“配置了NVIDIA Quadro K4000顯卡工作站”的圖形處理能力。

在完成更為核心化的高級設計任務過程中，GRID K2可以再上層樓，為研發(fā)網(wǎng)內(nèi)的設計人員提供與“配置了NVIDIA Quadro K5000顯卡工作站”相當?shù)膱D形處理能力，為設計任務提供1536個CUDA核心、2.166 TFLOPs的單精度浮點計算能力、內(nèi)存?zhèn)魉退俣瓤蛇_174 GB/s。可以看出，NVIDIA GRID K2在GPU虛擬化服務中，可以做到“戰(zhàn)時多兵出擊、謀時將帥合力”，真正通過GPU虛擬化實現(xiàn)了GPU資源的動態(tài)調(diào)配。

如虎添翼：效率、安全和收益提升

在工作效率與數(shù)據(jù)安全方面，北京汽車研究院做到了兩全齊美，將研發(fā)網(wǎng)與辦公網(wǎng)進行了合理融合。一方面利用NVIDIA GRID K2的GPU虛擬化方案讓所有終端設備可以獲得高品質(zhì)的圖形處理能力，讓設計效率和IT資源利用率獲得提升；另一方面通過Citrix ICA（Citrix Independent Computing Architecture）位圖流協(xié)議只傳遞顯示鍵盤信號、鼠標信號，不傳遞數(shù)據(jù)文件，有效保障了研發(fā)網(wǎng)內(nèi)設計圖紙等關鍵數(shù)據(jù)的安全。

在投資回報方面，北京汽車研究院實現(xiàn)了直接收益和間接收益的雙豐收。在直接收益方面，未來三年北京汽車研究院可通過不斷擴建研發(fā)網(wǎng)GPU虛擬化主機群，逐步減少圖形工作站的購買量，經(jīng)過估算，大約可以節(jié)省工作站直接投資516萬元、機房電費390萬元，總計超過900萬元。在間接收益方面，北京汽車研究院的無形增值投資回報非常之高，例如：GPU虛擬化方案全面實施后，北京汽車研究院在減少了物理CPU數(shù)量、在全面降低維護成本的同時，也減少了部分正版軟件許可協(xié)議費用；再例如：IT設備利用率大為提升，北京汽車研究院規(guī)定，GPU虛擬化主機群在夜間、周末系統(tǒng)閑置時可用于CAE高性能計算，從而進一步提高了設備利用率，加快了CAE部門的工作效率。

總體來說，引入基于NVIDIA GRID K2的GPU虛擬化方案，北京汽車研究院快速提升了工作效率，解決了成本居高不下、機密數(shù)據(jù)安全保障的核心問題，無論是直接的投資回報還是間接的投資回報均處于較高水平。