В РФ ведётся широкое внедрение цифрового строительства и использование цифровых моделей здания (BIM – building information modelling) на законодательном уровне. Например, с 18 марта 2021г. вступило в действие Постановление Правительства РФ от 05.03.2021 №331 "Об установлении случая, при котором застройщиком, техническим заказчиком, лицом, обеспечивающим или осуществляющим подготовку обоснования инвестиций, и (или) лицом, ответственным за эксплуатацию объекта капитального строительства, обеспечиваются формирование и ведение информационной модели объекта капитального строительства". Выбор технической базы для внедрения новой технологии должен быть оправдан технико-экономическим обоснованием. Подобными исследованиями занимаются зарубежные интеграторы. Данная заметка является вольным переводом исследования от независимого системного архитектора Томаса Поппельгаарда.
В настоящее время BIM-инженеры прикованы к столу. В теории, преимущества замены физических рабочих станций на удаленные налицо. Во-первых, инженеры перестают быть привязанными к физическому рабочему месту. Во-вторых, можно присоединить больше устройств к центральной сети. В-третьих, со стороны локальной сети компании обеспечивается большая централизация вычислений; большие возможности масштабировать телекоммуникационную сеть для графических задач; и проще обеспечить защиту информации. В-четвёртых, решается вопрос организации общего доступа к файлам для рабочей группы. Организация удалённой работы осложняется тем, что со стороны системных администраторов затруднительно масштабировать серверную платформу. Объём данных растёт; они постоянно меняются; и много ресурсов сети занимает синхронизация между сервером и пользователями.
Новые предложения от компании HPE имеют расширенные возможности для работы с графикой.В оборудовании HPE Proliant m750 даже выделен отдельный процессор специально для работы с графикой совместно с видеокартами NVIDIA P1000 или NVIDIA T4. Это решение разработано для удовлетворения требований опытных дизайнеров, архитекторов и 3D-дженералистов.
Для организации удалённой работы с высокопроизводительными графическими приложениями HPE имеет 3 аппаратных решения в различных исполнениях по форм-фактору:
HP Moonshot 1500;
HPE Edgeline EL4000;
HPE Edgeline EL8000 / EL8000t.
VMware уже поддерживает установку на серверах без предустановленной операционной системы (bare-metal). Применительно к BIM, данный функционал требует внимательного рассмотрения. 4 недели назад HPE объявило об официальной поддержке выпускаемого ПО VMware Horizon на bare-metal в HPE Moonshot.
Архитектура HPE Edgeline и VMware Horizon 8
HPE Edgeline и VMware Horizon показывают на рисунке ниже, что вы можете использовать VMware Horizon cloud, но он также полностью поддерживается инфраструктурой On-Premise VMware Horizon, если у вас есть для этого требования. Вы можете использовать тонкий клиент от HP 740, который является лучшим аппаратным тонким клиентом на рынке, который также может декодировать несколько мониторов 4K без каких-либо неудобств для пользователя. Самое замечательное в нижеприведенной архитектуре заключается в том, что вы можете иметь 4 физических рабочих станции в 1U, установленных в вашем центре обработки данных или ином расположении, без ущерба для пользовательской виртуализации. Сила bare-metal в том, что вы выжать максимум от возможностей оборудования. Функциональная схема такой системы показана ниже.
В зависимости от ваших требований HP предлагает очень гибкое решение на новых платформах. Рассмотрим каждую новинку по отдельности.
Коротко о HPE Proliant m750
В модели HPE m750 установлен 8-ядерный и 16-ядерный процессор Intel с технологией Hyper-threading, что вдвое больше по сравнению с оборудованием, выпущенными за последние 7 лет. Это пригодится пользователям, которым требуется многопоточность, и тем, кто работает с HCI или виртуализацией. Платы также могут быть сконфигурированы с NVMe емкостью до 16 ТБ, что наводит на мысли о невероятно малом форм-факторе и о том, как мало энергии он потребляет (максимум 90 Вт). HP m750 также работает под управлением любой операционной системы и гипервизора. Также он использует iLO 5, используя который системный администратор имеет большее удобство в управлении сервером.
Коротко о NVIDIA T4
NVIDIA T4 - это видеокарта, собранная на базе новой архитектуры NVIDIA Turing и являющийся частью серии Quadro . Этот графический процессор обладает возможностями RTX и адаптирован для трассировки лучей в реальном времени. Графический процессор имеет 16 ГБ выделенного кадрового буфера GDDR6, который требуется для высокопроизводительных САПР-приложений. Драйвера Nvidia Т4 могут быть использованы и в bare-metal, и на виртуальных машинах. В сочетании с NVIDIA vGPU буфер кадров может быть разделён на сегменты от 2 ГБ до 16 ГБ. Это означает, что вы можете запустить до 8 виртуальных пользователей. Идея в том, чтобы дать пользователю выделенную мощность m750 (5 ГГц CPU 8c/16c, до 16 ТБ NVMe, объём памяти 64 ГБ) и заставить его перейти в удалённый центр обработки данных. NVIDIA T4 требует лицензий vGPU как в установке bare-metal, так и в виртуализированной среде.
Тестирование HPE Edgeline m750 + GPU от Nvidia с VMware
Для тестирования были выбраны следующее оборудование: HPE m750 с процессором Intel Xeon и встроенным графическим процессором Intel P630, NVIDIA P1000. В качестве программного обеспечения, устанавливаемого на серверную платформу, использовались Windows 10 1909 и VMware Horizon 8.
Суммарный перечень программ, используемых в тестировании на быстродействие удалённого рабочего места:
Adobe Photoshop CC 2020 с дополнением Puget System;
Autodesk Inventor Professional 2020 с дополнением Inventor;
Furmark (OpenGL);
SPECworkstation 3;
SPECviewPerf3;
Basemark GPU;
Unigine Superposition.
Итог тестирования
Гибкость развертывания bare-metal (m750/P1000) или сборки с виртуализацией (m750/T4) измерялась в зависимости от требований приложения и по показателю изменения соотношения вычислений к загрузке графического процессора. Виртуализация на EL4000/m750/T4 оказалась экономически эффективным методом централизации и предоставления удаленного доступа для пользователей САПР малого и среднего бизнеса. Вы можете использовать либо 1-2 блока EL4000 настенного монтажа для небольшого числа пользователей (до 32), либо укладывать до 20 блоков в стойку для смешанного развертывания до 300 пользователей. Как оборудование будет располагаться в 19" стойке отражено на картинке ниже.
Для программ Autodesk Revit 2020, Autodesk Navisworks 2020, Autodesk Inventor 2020, Autodesk 3DSMax 2020 HP T740 обеспечивает лучшее отображение на 2-х 4K-мониторах при работе пользователя VMware Blast Extreme для m750 с NVIDIA P1000. У пользователя есть возможность работать с HP Thinpro с помощью клиента VMware Horizon. NVIDIA P1000 обеспечивает отличную работу с BIM-образцами средней детализации. Если клиентам требуются более крупные наборы данных, то NVIDIA T4 является предпочтительным выбором для использования с HPE m750. NVIDIA vGPU является предпочтительным выбором, если клиенты хотят масштабировать свой центр обработки данных и достичь высокой плотности пользователей виртуальных машин с максимальной производительностью.
В процессе тестирования наблюдалось изменение полосы пропускания с пиками до 30 Мбит/с на пользователя при изменении масштаба или вращении больших визуальных объектов в САПР-приложениях. Протокол VMware blast адаптируется и оптимизируется из коробки в последней версии с 2D/3D приложениями и не требует настройки оптимизации. При переходе от dual HD к dual 4K следует учитывать, что пропускная способность будет использоваться в 4 раза больше.
Рекомендации
Решение 1 предназначено для клиентов, которые хотели бы использовать процессор 5 ГГц для приложений с высокими требованиями производительности и для работы с 2D-графикой на отдельном процессоре. Например, AutoCAD, 4K video, Office365. Предлагаемый сервер вместе с VMware Horizon обеспечивает отличную производительность даже на мониторах 4K, где VMware обеспечивает аппаратную возможность декодирования как с процессором, так и с графическим процессором.
Решение 2 предназначено для клиентов, использующих базовые возможности САПР таких как AutoCAD, Revit, Navisworks, Inventor. Видеокарта NVIDIA P1000 обеспечивает отличную производительность с VMware Horizon и декодированием GPU из коробки на мониторах 4K.
Решение 3 предназначено для клиентов, которые использующих расширенные возможности работы с AutoCAD, Revit, Navisworks, Inventor. Виртуализация m750, сочетание технологии NVIDIA T4 с технологией vGPU, работающей на VMware vSphere - отличное решение, масштабируемое от 4 до 32 пользователей. Клиенты получают лучшую производительность за эти деньги, так как они могут эффективно использовать аппаратное обеспечение. Трассировка лучей в реальном времени также поддерживается NVIDIA vGPU но для более высоких рабочих нагрузок рекомендуется использовать большие фреймбуферы.
Решение 4 предназначено для клиентов, использующих высокопроизводительные приложения, такие как Autodesk VRED, Maya, Arnold, 3DSMax или Dassault Catia. Решение полностью поддерживает трассировку лучей в реальном времени, поскольку графический процессор NVIDIA T4 способен обеспечить эти возможности. Это решение также предпочтительно, если клиенты хотят использовать VR-решения, такие как NVIDIA CloudXR, где они могут объединить его с VMware Horizon.
