一、當(dāng)前制造企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)

    1.數(shù)據(jù)安全無保證

    隨著制造企業(yè)研發(fā)能力的提升，企業(yè)的自主知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識也在逐漸加強(qiáng)，但在傳統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)模式下設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都在本地，非常容易導(dǎo)致企業(yè)核心研發(fā)數(shù)據(jù)的外泄。很多時候，企業(yè)自主研發(fā)的產(chǎn)品還未等到新品上市，市面上就已經(jīng)出現(xiàn)了非常類似的產(chǎn)品，從而給企業(yè)帶來巨大損失。

    2.團(tuán)隊(duì)協(xié)作困難

    當(dāng)前傳統(tǒng)IT架構(gòu)下，企業(yè)為保證研發(fā)數(shù)據(jù)的安全，幾乎所有企業(yè)的研發(fā)部門都是單獨(dú)隔離，并不聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)。但這樣做會帶來弊端，導(dǎo)致工程師之間的思想無法有效的溝通和交流，就如同一個個的“信息孤島”。特別在很多集團(tuán)研發(fā)型制造企業(yè)，如果能通過某種方式實(shí)現(xiàn)工程師遠(yuǎn)程異地的協(xié)同設(shè)計(jì)，不但能有效提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且能使得企業(yè)的研發(fā)思路得到統(tǒng)一。

    3.資源利用率低

    傳統(tǒng)IT應(yīng)用模式下資源利用率過低是企業(yè)多年來一直面臨的問題，而這也正是導(dǎo)致云計(jì)算出現(xiàn)的主要原因。在制造企業(yè)的研發(fā)部門尤為如此。有時候，在面對虛擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)這類高復(fù)雜度的應(yīng)用時，工作站性能稍顯不足；但在面對三維設(shè)計(jì)應(yīng)用時，工作站性能又有多余，應(yīng)用需求與IT資源可用性之間的矛盾在制造企業(yè)的研發(fā)部門普遍存在。

    4.管理比較復(fù)雜

    在傳統(tǒng)的應(yīng)用模式下，企業(yè)的研發(fā)部門可能存在各種形式的硬件設(shè)計(jì)平臺，性能不一，為保證數(shù)據(jù)安全必須部署各種加密及數(shù)據(jù)防護(hù)系統(tǒng)，如果需要對終端進(jìn)行維護(hù)和更新，甚至需要一臺一臺的進(jìn)行，任何一臺系統(tǒng)宕機(jī)都需要管理員花較多的時間來對系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。因此，傳統(tǒng)應(yīng)用模式下不斷增多的終端系統(tǒng)給IT運(yùn)維帶來的了極大的挑戰(zhàn)。

二、桌面虛擬化在制造企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

    面對新興技術(shù)的不斷融入以及市場競爭節(jié)奏的不斷加快，制造企業(yè)要想在市場謀得一席之地必須實(shí)時的跟進(jìn)這一需求。云計(jì)算的本質(zhì)就是為提升IT資源利用率，降低企業(yè)的IT投入成本，同時通過各種應(yīng)用模式來保證數(shù)據(jù)的安全，而這正是制造企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)部門所追求的。為實(shí)現(xiàn)IT資源的高效利用，通過虛擬化和云計(jì)算技術(shù)將研發(fā)部門的所有工作站、服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源整合為一個大的資源池，打造企業(yè)內(nèi)部的私有云，不但能保證數(shù)據(jù)的安全并提升IT資源利用率，而且還可以大幅降低企業(yè)的IT投入成本，并有效支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作和移動研發(fā)設(shè)計(jì)。

圖 1 惠普客戶端虛擬化戰(zhàn)略藍(lán)圖

    惠普公司作為服務(wù)器和工作站領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，一直緊握市場需求，通過不斷革新自身的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念，在對企業(yè)需求進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，開發(fā)企業(yè)所需要的產(chǎn)品和解決方案�；萜展こ套烂嬖破脚_的推出正是這一理念的充分體現(xiàn)。

三、惠普工程桌面云，將圖形計(jì)算轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心

    惠普工程桌面云是惠普融合桌面虛擬化解決方案的一個組成部分，主要面向?qū)�業(yè)級圖形設(shè)計(jì)，不但能滿足制造企業(yè)的CAD/CAE應(yīng)用需求，也能滿足高復(fù)雜、大規(guī)模的數(shù)據(jù)運(yùn)算任務(wù)�；萜兆烂嬖茝挠布�到軟件都采用了惠普的產(chǎn)品，包括惠普刀片工作站、惠普刀片存儲、惠普機(jī)箱、惠普虛擬連接模塊、惠普專業(yè)顯示器和惠普瘦客戶端等產(chǎn)品，在軟件上使用了惠普的Insight管理軟件和惠普GRS遠(yuǎn)程圖形軟件。下面我們就惠普工程桌面云在專業(yè)圖形設(shè)計(jì)領(lǐng)域的幾種不同應(yīng)用模式進(jìn)行介紹。

圖2 惠普工程桌面云的三種不同應(yīng)用模式

    1.傳統(tǒng)1：1單機(jī)使用方案

    惠普是目前業(yè)界唯一一家推出刀片工作站同時還提供刀片工作站虛擬化解決方案的廠商，惠普刀片工作站能適用于１：１的單機(jī)應(yīng)用模式，即單個用戶使用一臺刀片工作站，這種模式下刀片工作站并沒有使用虛擬化技術(shù)�？蛻敉ㄟ^在惠普刀片工作站上直接安裝操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高性能圖形應(yīng)用，這種應(yīng)用模式能支持高性能3D應(yīng)用以及2D四屏顯示。

    這種應(yīng)用模式的特點(diǎn)：

    ·客戶端OS在裸機(jī)上

    ·高性能3D Windows 和Linux 用戶

    ·高性能2D 四屏顯示

    ·沒有被虛擬化的環(huán)境

    目標(biāo)群體:這種應(yīng)用模式適用于工程計(jì)算和制圖設(shè)計(jì)者，比如對桌面空間環(huán)境要求比較苛刻，同時需要面對復(fù)雜的高性能3D運(yùn)算等場景。從配置上講，惠普刀片工作站性能比惠普臺式工作站更為強(qiáng)大。

    2.單機(jī)單顯卡多用戶虛擬化使用方案

    通過在一臺惠普刀片工作站上分享同一塊高性能專業(yè)顯卡是惠普刀片工作站虛擬化解決方案的一大特色�；萜盏镀�工作站上的高性能顯卡通過專門構(gòu)建的hypervisor虛擬化層，實(shí)現(xiàn)了GPU級的虛擬化，使得惠普可以在GPU上構(gòu)建多個虛擬機(jī)，每個虛擬機(jī)都能為單個用戶提供虛擬化應(yīng)用，而且這種級別的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)對OpenGL的有限支持。

    這種應(yīng)用模式的特點(diǎn)：

    ·客戶端OS 在hypervisor (虛擬化層)

    · GPU 被多個用戶所共享

    · 不是為3D: 小型VRAM應(yīng)用, 有限的OpenGL 支持

    ·虛擬化 富媒體桌面應(yīng)用的強(qiáng)大方案

    目標(biāo)群體: 這種解決方案主要針對傳統(tǒng)PC 使用者，以及多媒體應(yīng)用。比如高清視頻播放、3D應(yīng)用程序互動以及快速響應(yīng)Google地圖等需求。這種解決方案主要是用于加速3D應(yīng)用效果。

    3.單機(jī)多顯卡多用戶虛擬化使用方案

    惠普單機(jī)多顯卡虛擬化適用方案是針對專業(yè)級圖形應(yīng)用的用戶，用戶可以在惠普刀片工作站上安裝多塊高性能專業(yè)級顯卡，惠普通過在操作系統(tǒng)上部署hypervisor虛擬化層實(shí)現(xiàn)對資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，這使得多張顯卡不但能共享刀片工作站資源，而且每個GPU或顯卡都能獨(dú)立的對應(yīng)單個使用者。

    這種應(yīng)用模式的特點(diǎn)：

    ·客戶端 OS 在 hypervisor (虛擬化層)

    ·每個 GPU被直接映射到1個用戶 

    ·每工作站可以最大支持8個專用圖卡用戶

    ·附加的非圖形加速的VM虛擬機(jī)也可以在同一刀片上運(yùn)行

    目標(biāo)群體:這種解決方案面向的是專業(yè)級工程師，以及圖形工作站使用者，因?yàn)槭窃趩闻_高性能惠普刀片工作站上部署多塊專業(yè)顯卡，每個用戶能單獨(dú)對應(yīng)一張顯卡，這在保證用戶使用性能的同時，也充分利用了惠普刀片工作站的資源，能大幅的降低企業(yè)的硬件投入成本，不失為當(dāng)前專業(yè)級應(yīng)用的好選擇。

表1惠普工程桌面云三種應(yīng)用場景對比

    傳統(tǒng)單機(jī)單顯卡單用戶使用方案未使用1全支持很低高所有類型工程計(jì)算和制圖設(shè)計(jì)者

    單機(jī)單顯卡多用戶虛擬化使用方案使用1有限支持較高低小型企業(yè)有限圖形支持能力的多媒體應(yīng)用

    單機(jī)多顯卡多用戶虛擬化使用方案使用1～8全支持非常高低所有類型專業(yè)設(shè)計(jì)工程師，圖形工作站使用者

四、惠普工程桌面云關(guān)鍵技術(shù)

    惠普工程桌面云是惠普融合桌面虛擬化解決方案在制造業(yè)的落地應(yīng)用，主要面向?qū)�業(yè)級圖形設(shè)計(jì)，不但能滿足企業(yè)的專業(yè)設(shè)計(jì)需求，還能滿足超復(fù)雜大規(guī)模的數(shù)據(jù)運(yùn)算任務(wù)。在制造業(yè)，惠普工程桌面云主要應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)部門，以CAD/CAE應(yīng)用為主。

圖 3 惠普工程桌面云應(yīng)用場景

    如圖3所示。制造企業(yè)通過將惠普融合桌面虛擬化解決方案部署在數(shù)據(jù)中心，遠(yuǎn)程用戶通過LAN/WAN遠(yuǎn)程訪問并調(diào)用資源，為制造企業(yè)提供CAD和CAE服務(wù)，這就是惠普工程桌面云，也就是惠普融合桌面虛擬化在制造業(yè)的落地方案。

    1.遠(yuǎn)程2D/3D虛擬化應(yīng)用

圖 4 遠(yuǎn)程2D/3D虛擬化

    如圖4所示。通過虛擬化技術(shù)，惠普工程桌面云實(shí)現(xiàn)了底層硬件架構(gòu)的虛擬化，這其中包括GPU的虛擬化，這也是惠普工程桌面云區(qū)別與一般桌面云平臺的最大優(yōu)勢，在目前很多的虛擬化解決方案中并沒涉及到對顯卡資源的虛擬化。用戶通過統(tǒng)一的門戶提交需求，惠普工程云平臺為用戶自動分配需求，這一過程允許多用戶同時提交需求，平臺會為用戶建立批量的任務(wù)，多用戶能同時使用一塊高性能顯卡資源，不管用戶使用的是Windows系統(tǒng)還是Linux系統(tǒng)。

    2.基于Web和瘦客戶端的3D可視化

圖5 基于Web和瘦客戶端的3D可視化

    圖5為用戶提交需求后系統(tǒng)反饋給終端的模型顯示效果。從顯示效果看，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺并無差別。不過這個是基于瀏覽器顯示，用戶依然可以通過瀏覽器對模型體進(jìn)行編輯、修改操作，多用戶協(xié)同對同一個模型操作時，惠普工程桌面云平臺能根據(jù)不同用戶的修改保存不同的版本，這樣可以避免多用戶對同一模型進(jìn)行修改時發(fā)生沖突或出現(xiàn)版本問題。

    惠普工程桌面云融入了惠普的HP2壓縮技術(shù)，這種技術(shù)也存在于惠普RGS軟件中，利用惠普HP2壓縮技術(shù)，惠普工程桌面云能有效的減少3D圖形數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上的傳輸量而不影響顯示效果，這不但能加速跨地區(qū)的遠(yuǎn)程異地協(xié)同設(shè)計(jì)，而且能有效的降低對廣域網(wǎng)帶寬的要求。

    3.運(yùn)行HPC任務(wù)

圖6 運(yùn)行HPC任務(wù)

    除前面提到的3D圖形設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，惠普工程桌面云還能完成高性能的運(yùn)算任務(wù)，如圖6所示。這是一個Eclipse模擬器任務(wù)，用戶只需要設(shè)置好所需的處理器數(shù)量、模擬器版本和計(jì)算模式、內(nèi)存以及最大運(yùn)行時等參數(shù)，系統(tǒng)就會為計(jì)算任務(wù)自動分配資源和空間。通過部署不同的高性能計(jì)算軟件，惠普工程桌面云能完成不同的高性能計(jì)算任務(wù)。

    4.資源實(shí)時監(jiān)控

圖7 資源實(shí)時監(jiān)控

    惠普工程桌面云能對已分配的資源以及現(xiàn)有的空閑資源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可視化的界面能讓管理者清晰的了解當(dāng)前資源分配和使用情況，如圖7所示。沒一個任務(wù)的執(zhí)行情況及資源使用情況都能一覽無遺。除對資源監(jiān)控外，惠普工程桌面云還能對隊(duì)列和軟件許可進(jìn)行管理，保證任務(wù)的有序分配和順利進(jìn)行。同時，軟件許可證管理功能可以大幅降低企業(yè)在軟件授權(quán)費(fèi)用方面的購置費(fèi)用。

五、惠普工程桌面云應(yīng)用優(yōu)勢

    惠普工程桌面云是目前業(yè)界唯一融合了刀片服務(wù)器、刀片工作站、刀片存儲以及虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的桌面虛擬化解決方案，惠普工程桌面云是惠普融合桌面虛擬化解決方案在制造業(yè)的落地方案，這種基于刀片的融合虛擬桌面系統(tǒng)不但徹底杜絕了數(shù)據(jù)泄密的可能性，大幅降低了對空間的占用，而且能實(shí)現(xiàn)對資源的靈活交付。歸納起來，我們可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

    1.極大的提升了數(shù)據(jù)安全

    惠普工程桌面云是部署在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，用戶只能通過瘦客戶端遠(yuǎn)程訪問平臺數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)并不下載到本地，因此徹底杜絕了數(shù)據(jù)泄密的可能，極大的提升了企業(yè)核心數(shù)據(jù)的安全。

    2.較低的硬件成本投入

    惠普工程桌面云不但實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化，而且還實(shí)現(xiàn)了GPU虛擬化，這使得在面對非專業(yè)級圖形應(yīng)用時，多用戶可以共享同一張顯卡資源，這意味著用戶不但能充分利用顯卡資源和刀片系統(tǒng)的計(jì)算資源，高效的資源利用率可以進(jìn)一步降低了企業(yè)的IT投入成本。

    3.靈活的桌面交付能力

    通過將刀片服務(wù)器和刀片工作站融入到同一個系統(tǒng)，惠普工程桌面云實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源和圖形資源的融合，針對不同的用戶需求，該系統(tǒng)能提供不同的硬件資源，可以說，企業(yè)只要部署了這個系統(tǒng)，基本上無需再考慮購買其它設(shè)備。這種靈活的交付能力是惠普工程桌面云的一大優(yōu)勢。

    4.簡單而有效的管理

    惠普Insight軟件能從任何位置釋放到每一個刀片服務(wù)器管理功能，同時實(shí)現(xiàn)對物理和虛擬服務(wù)器的管理，包括服務(wù)器的快速部署、對系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、不受地域限制的遠(yuǎn)程控制，以及安全、自信的優(yōu)化能耗。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：惠普工程桌面云，制造業(yè)的融合桌面虛擬化平臺

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