Grafikbeschleuniger in virtuellen Umgebungen
Fazit und GRID-Praxisbeispiel Caterpillar
von Thomas Hafen - 22.01.2016
Technisch spricht nichts dagegen, auch grafikintensive Anwendungen und Arbeitsplätze zu virtualisieren. Flexibilität, vereinfachtes Management und eine höhere Datensicherheit sind die Hauptargumente dafür. Nvidia hat mit GRID derzeit sicher die ausgereifteste Lösung am Markt, die in Version 2.0 noch leistungsfähiger geworden ist.
Vor allem Unternehmen und Institutionen aus Wissenschaft und Technik wie Universitäten oder Energieerzeuger dürften sich zudem über die neu hinzugekommene Linux-Unterstützung freuen.
Caterpillar Energy Solutions: Durch das Nvidia-GRID-System stehen bis zu 16 virtuelle CAD-Arbeitsplätze zur Verfügung.
Foto: Foto: Caterpillar
Beispiel: Virtuelle CAD-Arbeitsplätze im Kraftwerks- und Motorenbau
Das 1871 von Carl Benz als „Mechanische Werkstätten“ gegründete Mannheimer Unternehmen MWM baut Gasmotoren, Stromaggregate und Blockheizkraftwerke für Energieversorger und industrielle Anwender. Es wurde 2011 von Caterpillar übernommen und firmiert nun als Caterpillar Energy Solutions.
Für die Entwicklung und Konstruktion seiner Produkte setzte das Unternehmen bisher CAD-Arbeitsplätze auf physikalischen Workstations mit Nvidia-Quadro-K4000-Grafikkarten ein. Die Nutzung war nur in der eigenen Büroumgebung möglich. Von diesen Grafik-Workstations gibt es noch zehn Stück im Unternehmen. Hauptanwender sind die Mitarbeiter aus dem Bereich Konstruktion.
Um Auftragsspitzen abzufangen, setzt Caterpillar Energy externe Mitarbeiter ein. Bisher mussten für solche Projekte eigens teure Grafik-Workstations angeschafft und an die Auftragnehmer ausgeliefert werden. Um konstruieren zu können, luden sich die externen Mitarbeiter die Datensätze der zu bearbeitenden Produkte auf ihre Workstations. Das Aus- und Einchecken dauerte lange, zudem stellte es ein Sicherheitsrisiko dar.
Um eine größere Flexibilität bei der Bereitstellung von externen Arbeitsplätzen zu erreichen und um sicherzustellen, dass Design-Datensätze das Haus nicht mehr verlassen, prüfte Caterpillar Energy Solutions den Einsatz von virtuellen Grafik-Workstations. Mit Unterstützung des Systemhauses Mightycare setzte das Unternehmen eine Testumgebung mit einem Dell-R730-Server und Nvidia-GRID-K1-Grafikkarten auf.
Die Virtualisierung erfolgte über VMware vSphere, kombiniert mit Horizon View Clients in einer 1-GPU-pro-Nutzer-Umgebung. Fünf Nutzer an internen und externen Arbeitsplätzen testeten drei Monate die Umgebung. „Die Ergebnisse der Proof-Of-Concept-Phase waren sehr überzeugend“, sagt Patrick Ruhnke, IT-Service-Leiter bei Caterpillar Energy, „die neuen virtuellen Konstruktionsarbeitsplätze waren ebenso leistungsfähig und auch für unsere externen Konstrukteure stand so genügend Rechenleistung zur Verfügung.“
Seit Frühjahr 2015 setzt das Unternehmen nun virtuelle Grafik-Workstations auf Basis von VMware und GRID produktiv ein. Durch die Anschaffung eines zweiten Dell-R730-Servers stehen jetzt bis zu 16 virtuelle Arbeitsplätze zur Verfügung. „Arbeitsplätze können schnell erstellt werden, ohne dass neue Hardware beschafft und an die externen Mitarbeiter ausgeliefert werden muss“, sagt Ruhnke. Zudem lasse sich die Pflege der Arbeitsplätze nun zentral verwalten und Software-Aktualisierungen in einem Durchgang auf alle Systeme bringen, so Ruhnke weiter. Auch für die Nutzer habe die Umstellung Vorteile: „Das Öffnen der Projekte sowie das Ein- und Auschecken von Datensätzen geht wesentlich schneller vonstatten als bisher, da keine großen Datenmengen mehr übertragen werden müssen.“
Inwieweit GRID zu Einsparungen geführt hat, dazu gibt es laut Ruhnke noch keine abschließenden Erkenntnisse. Auf jeden Fall will das Unternehmen im nächsten Hardware-Beschaffungszyklus GRID 2.0 testen. „Dann werden wir entscheiden, ob wir die bestehenden Systeme aktualisieren oder auf eine neue Infrastruktur migrieren“, sagt Ruhnke. Auch die Einführung von Zero Clients für die Ingenieure statt der jetzigen Workstations werde dann evaluiert.
