北汽集團(tuán)汽車研究院是中國著名的汽車設(shè)計(jì)研發(fā)機(jī)構(gòu)，成立12年來，研究院使用IT設(shè)計(jì)平臺(tái)立項(xiàng)研發(fā)車型20多個(gè)，正在研發(fā)的車型有10余款多。

諸多挑戰(zhàn)亟需技術(shù)改變

隨著全院業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)工程師需要在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間，通過兩臺(tái)計(jì)算機(jī)來回切換工作任務(wù)，很多項(xiàng)目管理任務(wù)由于網(wǎng)絡(luò)的隔斷，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)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(dǎo)致硬件投資較大、維護(hù)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(yīng)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(luò)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(shù)手段來加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)，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(duì)接拷貝數(shù)據(jù)、通過改名隱藏拷貝、硬盤或主機(jī)丟失等均會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄密。

GPU虛擬化三位一體推動(dòng)IT設(shè)計(jì)平臺(tái)革新

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，北汽集團(tuán)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(dòng)IT設(shè)計(jì)終端平臺(tái)的革新。

首先，通過實(shí)施應(yīng)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(shí)解決了辦公網(wǎng)用戶無縫切入研發(fā)網(wǎng)對(duì)PDM項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理文件）讀取和編輯研發(fā)數(shù)據(jù)的問題。

其次，實(shí)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(wù)資源池中，利用GPU虛擬化全面減少終端工作站數(shù)量和設(shè)計(jì)工作站CPU數(shù)量，進(jìn)而減少工作站的硬件配置和維護(hù)成本，還有設(shè)計(jì)軟件的正版軟件許可協(xié)議費(fèi)用。

最后，在GPU虛擬化后，通過文件加密外發(fā)方式，增強(qiáng)對(duì)研發(fā)網(wǎng)和辦公網(wǎng)終端的安全及數(shù)據(jù)保護(hù)，更為重要的是，研發(fā)數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)于工作站或PC機(jī)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(fēng)險(xiǎn)。

GPU虛擬化提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率

對(duì)于高級(jí)設(shè)計(jì)任務(wù)，通過GPU虛擬化，1塊GRID K2可以同時(shí)支持4個(gè)設(shè)計(jì)人員的圖形處理任務(wù)，讓他們獲得相當(dāng)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(jí)設(shè)計(jì)任務(wù)過程中，GRID K2可以再上層樓，為研發(fā)網(wǎng)內(nèi)的設(shè)計(jì)人員提供與“配置了NVIDIA Quadro K5000顯卡工作站”相當(dāng)?shù)膱D形處理能力，為設(shè)計(jì)任務(wù)提供1536個(gè)CUDA核心、2.166 TFLOPs的單精度浮點(diǎn)計(jì)算能力、內(nèi)存?zhèn)魉退俣瓤蛇_(dá)174 GB/s?？梢钥闯觯琋VIDIA GRID K2在GPU虛擬化服務(wù)中，可以做到“戰(zhàn)時(shí)多兵出擊、謀時(shí)將帥合力”，真正通過GPU虛擬化實(shí)現(xiàn)了GPU資源的動(dòng)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(jìn)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(shè)備可以獲得高品質(zhì)的圖形處理能力，讓設(shè)計(jì)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(hào)、鼠標(biāo)信號(hào)，不傳遞數(shù)據(jù)文件，有效保障了研發(fā)網(wǎng)內(nèi)設(shè)計(jì)圖紙等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全。

在投資回報(bào)方面，北京汽車研究院實(shí)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(kuò)建研發(fā)網(wǎng)GPU虛擬化主機(jī)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(jī)房電費(fèi)390萬元，總計(jì)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(bào)非常之高，例如：GPU虛擬化方案全面實(shí)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(hù)成本的同時(shí)，也減少了部分正版軟件許可協(xié)議費(fèi)用；再例如：IT設(shè)備利用率大為提升，北京汽車研究院規(guī)定，GPU虛擬化主機(jī)群在夜間、周末系統(tǒng)閑置時(shí)可用于CAE高性能計(jì)算，從而進(jìn)一步提高了設(shè)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(jī)密數(shù)據(jù)安全保障的核心問題，無論是直接的投資回報(bào)還是間接的投資回報(bào)均處于較高水平。