将BIM付诸于云

◎ Little设计咨询公司 CIO，Chris/著小雅/编译

我们听了太多关于云计算和软件即是服务，但是能不能把高性能图形工作站植入云中呢？这篇文章就是讲述位于科尼西亚夏洛市的Little多样化建筑设计咨询公司，是怎样建立一个包含高性能多元化图形工作站的私有云。私有云与公共云（例如亚马逊网站和谷歌）的不同是私有云是基于基础架构和信息资源受到个性商业的制约而进行的部署。

一般而言，现在通行大部分关于云计算的商讨还停留在处理服务器或者后台服务器。直到最近有公司开始把他们的个人桌面和工作站放入云中。Little的云是AEC（建筑才行业）工作站首次在云中使用，在未来10年内缩减工作站和便携式电脑硬件的花费67%（约2百万美元）。

为什么解决方案是可行的，是什么发生了改变？有很多原因。首先，宽带网络费用的降低。大都市10mb的以太网的花费与之前的T1（1.5mb）的花费是相同的。其次，windows 7和远程桌面协议在移动屏幕图像处理和多媒体应用已经得到极大的改进。最后，硬件成本的下降使得越来越多的企业能够购买专业机架式服务器。

云工作站的商业价值

当前经济对所有组织都具有挑战性并迫使其中每一位打破常规重新思考。Little应用云技术的源动力是建筑信息模型（BIM）得到广泛应用。设计师们现在能够在房屋建造之前提供完整的设计施工文档、3D模型等。这既需要高强度的计算能力又要克服一些其他方面的阻碍。Little的云战略取得了一石十一鸟的效益，同时还包括了AEC行业之外的许多其它应用。这十一项商业优势讨论如下：

1.应对工作对电脑性能不断提升的需求

作为建筑和工程企业，Little公司对计算机的要求与游戏行业类似，都是非常高的。由于在工程设计中需要大量的仿真、分析、渲染和三维建模，Little公司每两年就需要更换笔记本电脑。其中，这项开支每年大约在250,000-300,000美元之间。随着软件功能越来越多，笔记本相应的也越来越昂贵。直到2009年，Little公司再也无法支付昂贵的硬件更新费用，但是设计师们仍然需要硬件的性能不断提升以支持软件的需要。于是，Little公司开始转战云战略，云的工作站通常需要4-5年才进行更新。而云的接入终端——设计师使用稍低性能（低于1000美金/台），就能够很容易的接入云工作站，并直到使用到报废。

2.实现跨区域的协同工作

Little公司是具有多家分支机构的设计公司，它的设计人员需要根据他们的专业知识和客户的项目需求而被分配。在奥兰多、华盛顿和夏洛特的设计师设计同一个建筑模型的现象是非常常见的。虽然软件供应商正在努力通过使用广域网（WAN）来解决这一问题，但事实效果并不理想，能够让不同地区的设计师协同工作，就好像他们是坐在同一间办公室内一样，这是奢望吗？因为有了云，现在Little公司的在各地的设计人员就好像在一间办公室工作那样方便。

3.实现跨公司协同工作

BIM建模的发展将使得多家顾问公司在同一个模型上进行成为趋势。因为很多企业不具备所有的设计资源，而是通过与其它专业咨询公司，如消防、声学设计等，协同完成相同的模型。现在，很多咨询公司都在使用BIM技术，如果这些人员在建立同一个模型时能够像在同一间公司工作，这是在建模中的理想状态。但是没有云技术，这个多公司组成的项目团队被迫只能通过FTP或者网站定时交换数据模型信息，各公司之间实现协作是极其困难的。虽然目前Little还没有一个工作站在实施的项目需要这种协作，但是一旦有此需求，Little的云工作站能够提供足够的技术保障以支持多公司之间的协作。

4.整合IT基础设施建设费用

虽然Little公司建立云的初衷是解决BIM带来的运算能力，但是在建立之后却产生了其它的好处。虚拟化战略是建立高效能图形工作站云的另一项核心技术。采用虚拟化的方式，能够使得硬件和网络设备性能得到改善，同时也降低了各方面的开销，这对于企业的IT主管来说是非常具有吸引力的。以Little公司为例，现在只需要2台虚拟服务器代替了原来的57台传统屋里服务器，设备费用从170,000减少到35,000美金。现在虚拟存储器中管理着约50T的数据，之前管理这些数据需要花费约700,000美金的开支来聘请IT人力。通过应用先进的虚拟软件，期望能够在减少笔记本电脑或台式机实施能够看到同样的效果。

5.整合分支机构的IT设施

最近，Little公司将洛杉机的两个办公室合并为一处，期望能够提高效率。在进行IT整合是，面临着是购置一台2TB的存储区域网络（SAN）还是网络富家存储（NAS）？最终，Little公司决定将洛杉矶分布办公室移植到云上。利用在夏洛特总部的云基础框架，为洛杉矶分支机构提供了随用随取的资源这种策略使地区分支机构整合到夏洛特本部中，而不是单建一套存储设备。接下来，Little技术在年底将另外三个办事处以相同的方式进行整合。这样各地就如同在同一间办公室工作，异地不再成为协同工作的阻碍。

6.实现通用商业目标

设计师当然希望得到价值8000美元左右的工作站，那么其它人呢？Little公司的虚拟高性能图形工作站使得公司所有部门和人员能够享有这种高性能的配置。你可以想象在如此高性能图形工作云运行Out look、微软2007、财务、人力资源或其它软件的感受吗？对于BIM用户，7-10个设计师可以在其中同一个工作站中工作。对于一般公司来说，一台价值8000美元的高性能图形工作站能够支持20-30个使用者，平均每个使用者需要花费267美金。这难道不值得一试吗？

7.确保高机动性

究竟有多少人会完全在办公室工作呢？为了节省房屋租赁开支，越来越多的上班族选择在家办公，也有越来越多的自由职业者和顾问参与到激烈的市场竞争中，他们需要能够随时随地能够运行所有的办公系统就如同在他们的办公室一样。但是目前来说想要实现是非常困难的，现在人们的应用都在个人电脑中，数据也是分散的。虽然广域网的速度得到提升使得个人用户获取笔记本内数据速度已有改善，但是这仍然是不够的。通过安全远程控制系统接入公司的云，Little公司的员工能够随时随地启用千兆以太网络进行数据传输的高性能图形工作站，而他们的手提电脑只不过是云的接入端口。

在家工作者有了更多的选择。他们仍然需要一个宽带连接，但是不是将笔记本通过宽带连接到公司系统，而是通过远程桌面协议（RDP）将他们的笔记本连接访问远程高性能工作站，使用快的运算能力。

图1 应用远程桌面访问在云工作站上的Revit

图2 使用MAC接入云工作站上的Revit

图3 使用Iphone接入云工作站的Revit

如图1所示。 这个工作站，再加上20的企业网络连接提供了一个更好和更快的运算能力。 这是因为高性能图形工作站性能远远高于笔记本电脑和宽带连接的方式。

如图2所示，Mac系统像windows系统一样能容易地接入工作站。实施上，甚至可以使用智能手机作为云接入的端口，像Iphone就可以作为云接入端口。如图3所示，虽然你不会真的用Iphone去运行Revit，你至少可以用它接入云查看模型。

8.实现IT自动控制和节约成本

虽然云战略不会减少正版软件的应用许可数量，但是能够容易的为IT人员进行软件管理和许可申请。许多软件都有网络版本或者多用户许可模式，这就意味着只要有空余的软件许可，任何人都可以在工作站使用这个软件。如果公司每个人都需要特定的许可，传统的方法是通过复杂的脚本或者软件自动化将给200多台电脑授权。这种做法既费时又容易出问题，因为很难更新那些极少接入公司网络的电脑。现在公司仅用20台HPGW（又名云电脑）就能完成所有工作。这20台HPGW固定坐落在一个数据中心，并7*24小时不间断运行。对于IT人员来说，更新20台固定设备比更新200多台笔记本电脑要容易的多。根据应用程序类型和用户量，将某一个软件安装再一台云计算机上，就能解决之前的问题。

9.确保工作连续性、数据灾难恢复和安全性

有多少企业会备份他们员工的台式机和笔记本中的数据呢？由于太费时间和磁盘空间，大多数企业不会这么做。但是IT人员知道个人电脑上往往储存着公司和客户的各类信息。应用云技术，我们能够将企业和客户的信息存储到云端，并在云中进行复制备份。如果没有云技术，当你的笔记本被偷或硬盘崩溃后，在你得到一台新的笔记本并且IT人员帮你修复数据之前，你是无法正常工作的。有了HPGW云，如果再发生上述情况，就不会因丢失数据而无法工作了。因为所有数据、程序都存储在SAN上，无需停工等待数据恢复。Little设置了灾难数据专用空间。例如，如果LC-0000云工作站（LC为Little的云编码）出现了问题，IT人员会通知上面的用户接入到另一台LC-5000的云上继续工作，用户信息和数据也会迁移到该云上。如果接入云端的笔记本出现故障，IT人员只需给他们换一台电脑，他们就可以继续工作。如果在出差过程中，笔记本出现了问题，他们可以去任意电器商店，买一台价值400美元的电脑就能够访问云。最后，由于云的出现，数据安全性大大提高，特别是企业客户的宝贵数据。人们可以将数据和软件放在云上而不需要安装在个人笔记本电脑中。如果认为有必要将数据保存在电脑上，这个数据只是复制文件，源文件仍然在云上。

10.IT人员减少维护个人电脑时间

IT人员通常需要花费大量的时间来维护企业电脑设备以确保他们能够持续的提供业务服务。同时他们还要满足员工的大量的个性设置、软件更新，还要应对客户的需求等等。Little的云系统完美的完成这两个任务。IT人员只需要关注云工作站，不允许上面有任何个人数据或者软件，而个人电脑成为真正的私人电脑，可以存储个人资料、照片和应用程序（如iTunes）。如果员工想要备份上面的数据，公司会建议他们使用移动硬盘或者租用在线硬盘进行备份。个人电脑系统一旦崩溃或者感染了间谍软件，IT人员可以快速更换他们的电脑，而在业务应用和工作数据中，不会受到此类影响。

提升渲染和动画制作速度

大多数大型设计公司都有三维动画工作室，他们创建逼真的建筑场景的渲染效果以表现设计后的建筑物。许多公司要制作建筑动漫短片，或者以完整的电影故事形式给业主介绍新建筑的外观。这些渲染程序需要处理一帧帧的视频，可能需要数天才能完成。应用HPGW云，渲染工作可以和其他工作同时进行，只需要按照优先级分配运算资源（见图4）：在下班时间，所有的cpu都可以同时进行该运算。有些项目的渲染时间由53分钟/帧加快到7.3秒/帧。由于提升了运算能力，使得渲染可以快速完成。Little还鼓励设计师放开制作高清、高质量的作品，以让业主惊叹的作品提升企业的竞争能力。

小结

以上是Little公司在高性能图形云工作站在实践中得出的十一个优势。我们将继续努力改进并提升我们的系统。我认为，在软件厂商开发出虚拟GPU之前，这种私有的、混合技术应用的、高性能图形云工作站将发挥不可忽视的作用。到那时，也许是在未来的3至4年，我们将更新云框架能够让225人的设计团队将仅在2台高性能图形云工作站上完成公司全部业务。当然，现在还仅仅是一个梦想。

图4 HPGW除了正在运行BIM软件，同时担负着 染