將BIM付諸于云

◎ Little設(shè)計咨詢公司 CIO，Chris/著小雅/編譯

我們聽了太多關(guān)于云計算和軟件即是服務(wù)，但是能不能把高性能圖形工作站植入云中呢？這篇文章就是講述位于科尼西亞夏洛市的Little多樣化建筑設(shè)計咨詢公司，是怎樣建立一個包含高性能多元化圖形工作站的私有云。私有云與公共云（例如亞馬遜網(wǎng)站和谷歌）的不同是私有云是基于基礎(chǔ)架構(gòu)和信息資源受到個性商業(yè)的制約而進(jìn)行的部署。

一般而言，現(xiàn)在通行大部分關(guān)于云計算的商討還停留在處理服務(wù)器或者后臺服務(wù)器。直到最近有公司開始把他們的個人桌面和工作站放入云中。Little的云是AEC（建筑才行業(yè)）工作站首次在云中使用，在未來10年內(nèi)縮減工作站和便攜式電腦硬件的花費(fèi)67%（約2百萬美元）。

為什么解決方案是可行的，是什么發(fā)生了改變？有很多原因。首先，寬帶網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用的降低。大都市10mb的以太網(wǎng)的花費(fèi)與之前的T1（1.5mb）的花費(fèi)是相同的。其次，windows 7和遠(yuǎn)程桌面協(xié)議在移動屏幕圖像處理和多媒體應(yīng)用已經(jīng)得到極大的改進(jìn)。最后，硬件成本的下降使得越來越多的企業(yè)能夠購買專業(yè)機(jī)架式服務(wù)器。

云工作站的商業(yè)價值

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)對所有組織都具有挑戰(zhàn)性并迫使其中每一位打破常規(guī)重新思考。Little應(yīng)用云技術(shù)的源動力是建筑信息模型（BIM）得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計師們現(xiàn)在能夠在房屋建造之前提供完整的設(shè)計施工文檔、3D模型等。這既需要高強(qiáng)度的計算能力又要克服一些其他方面的阻礙。Little的云戰(zhàn)略取得了一石十一鳥的效益，同時還包括了AEC行業(yè)之外的許多其它應(yīng)用。這十一項商業(yè)優(yōu)勢討論如下：

1.應(yīng)對工作對電腦性能不斷提升的需求

作為建筑和工程企業(yè)，Little公司對計算機(jī)的要求與游戲行業(yè)類似，都是非常高的。由于在工程設(shè)計中需要大量的仿真、分析、渲染和三維建模，Little公司每兩年就需要更換筆記本電腦。其中，這項開支每年大約在250,000-300,000美元之間。隨著軟件功能越來越多，筆記本相應(yīng)的也越來越昂貴。直到2009年，Little公司再也無法支付昂貴的硬件更新費(fèi)用，但是設(shè)計師們?nèi)匀恍枰布男阅懿粩嗵嵘灾С周浖男枰Ｓ谑牵琇ittle公司開始轉(zhuǎn)戰(zhàn)云戰(zhàn)略，云的工作站通常需要4-5年才進(jìn)行更新。而云的接入終端——設(shè)計師使用稍低性能（低于1000美金/臺），就能夠很容易的接入云工作站，并直到使用到報廢。

2.實現(xiàn)跨區(qū)域的協(xié)同工作

Little公司是具有多家分支機(jī)構(gòu)的設(shè)計公司，它的設(shè)計人員需要根據(jù)他們的專業(yè)知識和客戶的項目需求而被分配。在奧蘭多、華盛頓和夏洛特的設(shè)計師設(shè)計同一個建筑模型的現(xiàn)象是非常常見的。雖然軟件供應(yīng)商正在努力通過使用廣域網(wǎng)（WAN）來解決這一問題，但事實效果并不理想，能夠讓不同地區(qū)的設(shè)計師協(xié)同工作，就好像他們是坐在同一間辦公室內(nèi)一樣，這是奢望嗎？因為有了云，現(xiàn)在Little公司的在各地的設(shè)計人員就好像在一間辦公室工作那樣方便。

3.實現(xiàn)跨公司協(xié)同工作

BIM建模的發(fā)展將使得多家顧問公司在同一個模型上進(jìn)行成為趨勢。因為很多企業(yè)不具備所有的設(shè)計資源，而是通過與其它專業(yè)咨詢公司，如消防、聲學(xué)設(shè)計等，協(xié)同完成相同的模型。現(xiàn)在，很多咨詢公司都在使用BIM技術(shù)，如果這些人員在建立同一個模型時能夠像在同一間公司工作，這是在建模中的理想狀態(tài)。但是沒有云技術(shù)，這個多公司組成的項目團(tuán)隊被迫只能通過FTP或者網(wǎng)站定時交換數(shù)據(jù)模型信息，各公司之間實現(xiàn)協(xié)作是極其困難的。雖然目前Little還沒有一個工作站在實施的項目需要這種協(xié)作，但是一旦有此需求，Little的云工作站能夠提供足夠的技術(shù)保障以支持多公司之間的協(xié)作。

4.整合IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用

雖然Little公司建立云的初衷是解決BIM帶來的運(yùn)算能力，但是在建立之后卻產(chǎn)生了其它的好處。虛擬化戰(zhàn)略是建立高效能圖形工作站云的另一項核心技術(shù)。采用虛擬化的方式，能夠使得硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能得到改善，同時也降低了各方面的開銷，這對于企業(yè)的IT主管來說是非常具有吸引力的。以Little公司為例，現(xiàn)在只需要2臺虛擬服務(wù)器代替了原來的57臺傳統(tǒng)屋里服務(wù)器，設(shè)備費(fèi)用從170,000減少到35,000美金。現(xiàn)在虛擬存儲器中管理著約50T的數(shù)據(jù)，之前管理這些數(shù)據(jù)需要花費(fèi)約700,000美金的開支來聘請IT人力。通過應(yīng)用先進(jìn)的虛擬軟件，期望能夠在減少筆記本電腦或臺式機(jī)實施能夠看到同樣的效果。

5.整合分支機(jī)構(gòu)的IT設(shè)施

最近，Little公司將洛杉機(jī)的兩個辦公室合并為一處，期望能夠提高效率。在進(jìn)行IT整合是，面臨著是購置一臺2TB的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）還是網(wǎng)絡(luò)富家存儲（NAS）？最終，Little公司決定將洛杉磯分布辦公室移植到云上。利用在夏洛特總部的云基礎(chǔ)框架，為洛杉磯分支機(jī)構(gòu)提供了隨用隨取的資源這種策略使地區(qū)分支機(jī)構(gòu)整合到夏洛特本部中，而不是單建一套存儲設(shè)備。接下來，Little技術(shù)在年底將另外三個辦事處以相同的方式進(jìn)行整合。這樣各地就如同在同一間辦公室工作，異地不再成為協(xié)同工作的阻礙。

6.實現(xiàn)通用商業(yè)目標(biāo)

設(shè)計師當(dāng)然希望得到價值8000美元左右的工作站，那么其它人呢？Little公司的虛擬高性能圖形工作站使得公司所有部門和人員能夠享有這種高性能的配置。你可以想象在如此高性能圖形工作云運(yùn)行Out look、微軟2007、財務(wù)、人力資源或其它軟件的感受嗎？對于BIM用戶，7-10個設(shè)計師可以在其中同一個工作站中工作。對于一般公司來說，一臺價值8000美元的高性能圖形工作站能夠支持20-30個使用者，平均每個使用者需要花費(fèi)267美金。這難道不值得一試嗎？

7.確保高機(jī)動性

究竟有多少人會完全在辦公室工作呢？為了節(jié)省房屋租賃開支，越來越多的上班族選擇在家辦公，也有越來越多的自由職業(yè)者和顧問參與到激烈的市場競爭中，他們需要能夠隨時隨地能夠運(yùn)行所有的辦公系統(tǒng)就如同在他們的辦公室一樣。但是目前來說想要實現(xiàn)是非常困難的，現(xiàn)在人們的應(yīng)用都在個人電腦中，數(shù)據(jù)也是分散的。雖然廣域網(wǎng)的速度得到提升使得個人用戶獲取筆記本內(nèi)數(shù)據(jù)速度已有改善，但是這仍然是不夠的。通過安全遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接入公司的云，Little公司的員工能夠隨時隨地啟用千兆以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝阅軋D形工作站，而他們的手提電腦只不過是云的接入端口。

在家工作者有了更多的選擇。他們?nèi)匀恍枰粋€寬帶連接，但是不是將筆記本通過寬帶連接到公司系統(tǒng)，而是通過遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（RDP）將他們的筆記本連接訪問遠(yuǎn)程高性能工作站，使用快的運(yùn)算能力。

圖1 應(yīng)用遠(yuǎn)程桌面訪問在云工作站上的Revit

圖2 使用MAC接入云工作站上的Revit

圖3 使用Iphone接入云工作站的Revit

如圖1所示。 這個工作站，再加上20的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接提供了一個更好和更快的運(yùn)算能力。 這是因為高性能圖形工作站性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于筆記本電腦和寬帶連接的方式。

如圖2所示，Mac系統(tǒng)像windows系統(tǒng)一樣能容易地接入工作站。實施上，甚至可以使用智能手機(jī)作為云接入的端口，像Iphone就可以作為云接入端口。如圖3所示，雖然你不會真的用Iphone去運(yùn)行Revit，你至少可以用它接入云查看模型。

8.實現(xiàn)IT自動控制和節(jié)約成本

雖然云戰(zhàn)略不會減少正版軟件的應(yīng)用許可數(shù)量，但是能夠容易的為IT人員進(jìn)行軟件管理和許可申請。許多軟件都有網(wǎng)絡(luò)版本或者多用戶許可模式，這就意味著只要有空余的軟件許可，任何人都可以在工作站使用這個軟件。如果公司每個人都需要特定的許可，傳統(tǒng)的方法是通過復(fù)雜的腳本或者軟件自動化將給200多臺電腦授權(quán)。這種做法既費(fèi)時又容易出問題，因為很難更新那些極少接入公司網(wǎng)絡(luò)的電腦。現(xiàn)在公司僅用20臺HPGW（又名云電腦）就能完成所有工作。這20臺HPGW固定坐落在一個數(shù)據(jù)中心，并7*24小時不間斷運(yùn)行。對于IT人員來說，更新20臺固定設(shè)備比更新200多臺筆記本電腦要容易的多。根據(jù)應(yīng)用程序類型和用戶量，將某一個軟件安裝再一臺云計算機(jī)上，就能解決之前的問題。

9.確保工作連續(xù)性、數(shù)據(jù)災(zāi)難恢復(fù)和安全性

有多少企業(yè)會備份他們員工的臺式機(jī)和筆記本中的數(shù)據(jù)呢？由于太費(fèi)時間和磁盤空間，大多數(shù)企業(yè)不會這么做。但是IT人員知道個人電腦上往往儲存著公司和客戶的各類信息。應(yīng)用云技術(shù)，我們能夠?qū)⑵髽I(yè)和客戶的信息存儲到云端，并在云中進(jìn)行復(fù)制備份。如果沒有云技術(shù)，當(dāng)你的筆記本被偷或硬盤崩潰后，在你得到一臺新的筆記本并且IT人員幫你修復(fù)數(shù)據(jù)之前，你是無法正常工作的。有了HPGW云，如果再發(fā)生上述情況，就不會因丟失數(shù)據(jù)而無法工作了。因為所有數(shù)據(jù)、程序都存儲在SAN上，無需停工等待數(shù)據(jù)恢復(fù)。Little設(shè)置了災(zāi)難數(shù)據(jù)專用空間。例如，如果LC-0000云工作站（LC為Little的云編碼）出現(xiàn)了問題，IT人員會通知上面的用戶接入到另一臺LC-5000的云上繼續(xù)工作，用戶信息和數(shù)據(jù)也會遷移到該云上。如果接入云端的筆記本出現(xiàn)故障，IT人員只需給他們換一臺電腦，他們就可以繼續(xù)工作。如果在出差過程中，筆記本出現(xiàn)了問題，他們可以去任意電器商店，買一臺價值400美元的電腦就能夠訪問云。最后，由于云的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)安全性大大提高，特別是企業(yè)客戶的寶貴數(shù)據(jù)。人們可以將數(shù)據(jù)和軟件放在云上而不需要安裝在個人筆記本電腦中。如果認(rèn)為有必要將數(shù)據(jù)保存在電腦上，這個數(shù)據(jù)只是復(fù)制文件，源文件仍然在云上。

10.IT人員減少維護(hù)個人電腦時間

IT人員通常需要花費(fèi)大量的時間來維護(hù)企業(yè)電腦設(shè)備以確保他們能夠持續(xù)的提供業(yè)務(wù)服務(wù)。同時他們還要滿足員工的大量的個性設(shè)置、軟件更新，還要應(yīng)對客戶的需求等等。Little的云系統(tǒng)完美的完成這兩個任務(wù)。IT人員只需要關(guān)注云工作站，不允許上面有任何個人數(shù)據(jù)或者軟件，而個人電腦成為真正的私人電腦，可以存儲個人資料、照片和應(yīng)用程序（如iTunes）。如果員工想要備份上面的數(shù)據(jù)，公司會建議他們使用移動硬盤或者租用在線硬盤進(jìn)行備份。個人電腦系統(tǒng)一旦崩潰或者感染了間諜軟件，IT人員可以快速更換他們的電腦，而在業(yè)務(wù)應(yīng)用和工作數(shù)據(jù)中，不會受到此類影響。

提升渲染和動畫制作速度

大多數(shù)大型設(shè)計公司都有三維動畫工作室，他們創(chuàng)建逼真的建筑場景的渲染效果以表現(xiàn)設(shè)計后的建筑物。許多公司要制作建筑動漫短片，或者以完整的電影故事形式給業(yè)主介紹新建筑的外觀。這些渲染程序需要處理一幀幀的視頻，可能需要數(shù)天才能完成。應(yīng)用HPGW云，渲染工作可以和其他工作同時進(jìn)行，只需要按照優(yōu)先級分配運(yùn)算資源（見圖4）：在下班時間，所有的cpu都可以同時進(jìn)行該運(yùn)算。有些項目的渲染時間由53分鐘/幀加快到7.3秒/幀。由于提升了運(yùn)算能力，使得渲染可以快速完成。Little還鼓勵設(shè)計師放開制作高清、高質(zhì)量的作品，以讓業(yè)主驚嘆的作品提升企業(yè)的競爭能力。

小結(jié)

以上是Little公司在高性能圖形云工作站在實踐中得出的十一個優(yōu)勢。我們將繼續(xù)努力改進(jìn)并提升我們的系統(tǒng)。我認(rèn)為，在軟件廠商開發(fā)出虛擬GPU之前，這種私有的、混合技術(shù)應(yīng)用的、高性能圖形云工作站將發(fā)揮不可忽視的作用。到那時，也許是在未來的3至4年，我們將更新云框架能夠讓225人的設(shè)計團(tuán)隊將僅在2臺高性能圖形云工作站上完成公司全部業(yè)務(wù)。當(dāng)然，現(xiàn)在還僅僅是一個夢想。

圖4 HPGW除了正在運(yùn)行BIM軟件，同時擔(dān)負(fù)著 染