构建新一代3D网络!GPU云计算应用解析

    泡泡网显卡频道11月6日 近年来“云计算”这个名词的出现频率越来越高，就连我们日常应用中再也普通不过的输入法居然也有云计算版本，不由得让人感慨，互联网发展速度实在太快，云计算已经开始走进千家万户了。

● 何为云计算？

    首先举个形象一点例子：以往我们喝水都是家家户户各自打一个井，然后通过小水泵抽地下水，如果只抽一小桶水的话又浪费电又浪费水，所以一般还需要大水缸储水，至今我国农村还是这种取水方式；而城市中则是由自来水公司使用多台大水泵统一抽水，然后经过净化、消毒、软化等处理之后，通过自来水管网络输送给千家万户，居民使用起来又便宜又方便。

    云计算就是这个道理，它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像水、电、煤气、暖气一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的，而不是各种管道。

    云计算的定义：指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。

　　云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。

    Google文档是最简单、最普及的云计算应用，我们可以彻底抛弃Office类办公软件，直接在浏览器中新建文档、编辑内容、处理数据，所有的操作都是由Google服务器计算，资料也都保存在服务器上，与同事朋友分享时只需发一个URL即可，再也不用担心忘带U盘或者忘拷文件之类的事件了。

Google文档记录评测数据比Excel方便很多

● GPU 3D云计算时代来临

    此前的种种云计算，都是通过网络传输CPU的运算能力，为客户端返回计算结果或者文件；而GPU云计算则偏重于图形渲染运算或大规模并行计算，为客户端传送逼真的2D图形或3D图像：

    当客户端(网络终端)发出请求后，服务器按照要求渲染出高品质的图像发送回来、或者将3D动作以在线流媒体的形式传输回来。对于客户端来说虽然不是实时渲染，但只要网速足够，那就能保证最终的显示效果。

    3D云计算最大的好处就是对客户端系统配置的要求大大降低，图形性能很差的老电脑或上网本都可以使用，带有Wifi或3G网络的手机可以随时随地的进行各种3D应用甚至玩游戏，这在以往是不敢想象的。

    云计算是网络多元化发展的一种趋势，随着互联网应用的不断升级，静态页面已经无法满足企业和用户的需要，2D交互式界面有很大的局限性，网页游戏、Flash游戏等类似应用所带来的用户体验与时代发展脱节。

    NVIDIA与mental images公司携手推出的RealityServer就是专门针对3D云计算而设计，NVIDIA的Tesla GPU提供强大的运算资源，mental images提供照片级逼真渲染服务，通过基于CUDA的GPU渲染，为企业构建完整的云计算平台及解决方案。

    数十颗甚至上百颗GPU强大的运算能力是毋庸置疑的，但光有硬件是远远不够的，RealityServer 3.0就是这样一种软件，能够以照片级的质量为任何联网设备渲染高度复杂的3D模型，支持数千个并发用户的需求。

    由于采用的是WEB传输协议，因此不论是什么终端设备，不论是什么操作系统，只要能联网，都可以获得这种服务。从浏览器里的HTML、Flash、AJAXA，到文档里的Adobe PDF、AIR，再到苹果iPhone程序，几乎任何HTTP交互技术都能连接、控制RealityServer。

● RealityServer 3.0的主要特色：

• 首款3D、基于服务器、可扩展的软件平台
• 支持数以千计同时、互动的3D用户
• 大规模并行计算以及数据管理
• 可从任意设备访问

● iray光线追踪引擎的主要特色：

• 全球首款物理效果正确的渲染器
• 充分加速全局光照模拟
• 互动、基于CUDA的GPU渲染

    为了尽可能如实的还原真实世界画面，RealityServer 3.0并没有使用普通的3D渲染器，而是将目前非常先进的光线追踪引擎和物理引擎加入了其中，这样的运算量是极其庞大的，即便是当今最强的个人电脑也无法实现。而GPU 3D云计算则依靠集群服务器实现实时光线追踪渲染，让普通用户也能感受到顶尖图形技术的魅力。

    和传统的纯粹依靠CPU来进行图像动画渲染计算的服务器相比，Tesla RS GPU系统性能可以高出几十倍，因此能够实时渲染好照片和动画，并把结果传送到终端，而这正是云服务或互联网服务的基本要求，而以往你可能要等上几个小时甚至几天的时间。

    最后我们再来看看3D云计算在实际中的应用，集中式的RealityServer既可以代替传统图形工作站，在企业内部实现更强的团队设计与资源整合，也可以为终端用户提供各种各样的服务：

● GPU 3D云计算的典型应用：

汽车产品工程设计团队将能够安全地共享复杂3D汽车模型以及在不同光照和环境条件下对其进行可视化。
建筑师及其客户将能够审阅精密的建筑模型，包括白天或黑夜不同设置下所渲染出的模型。
在线买家将能够互动地设计家庭室内装潢、重新摆放家具以及查看家纺的装饰方式，所有这些都具备完美、精确的光照效果。

    试想一下，未来您在网店选购产品时，可以实时的查看产品的三维立体动画，预览衣服、鞋子等的“试穿”效果，在房屋中随意摆放家具、调节灯光“体验”是否满足要求……

    GPU 3D云计算的应用领域相当广，不同的应用方式对于服务器的要求也不尽相同，简单而言客户端用户数量越多，需要更多的GPU运算资源。封闭的企业级应用反而要求不是很高，针对公众开放式的在线商店或者产品演示、网络游戏等要求最高，当然也将会产生巨大的经济效益。

    NVIDIA公司营销高级副总裁Dan Vivoli表示：“这是一次巨大的飞跃，它让我们离实时照片级逼真视觉计算大众化的目标更近一步。Mental Images充分运用了GPU协同处理的概念，让随时随地显示互动照片级逼真效果成为了现实。而此前这还只是一种幻想。”

    Mental Images公司首席执行官兼首席技术官Rolf Herken表示：“每个人本该像感受现实世界一样、以3D形式来感受Web。RealityServer为企业用户以及消费者带来了较好的机遇以及意味深长的启迪，让我们能够随心所欲地与3D内容互动。”■<