高校GPU云時代來臨：讓中國特效不再流浪

這個春節檔，《流浪地球》引爆了全民的觀影熱潮。電影里無數讓人印象深刻的畫面，比如地球大氣被木星捕獲的恢弘景象，等離子光束射向太空推動地球流浪宇宙等，讓大家在視覺震撼的同時，也首次注意到了超級大片幕后的特效制作領域。

事實上，后期特效制作的難度超乎一般人的想象。由于每個制作項目涉及到的素材量極為龐大，對計算機的運算能力、繪圖能力和存儲性能要求極高。比如，在《流浪地球》中，一秒鐘的畫面有24幀，普通渲染1幀需要半個小時，所以1分鐘的電影，單是渲染就要耗時1個月。如果沒有頂級的軟硬件支撐，沒有專業的后期人才，根本無法做出高質量的特效。

如今，全球電影工業頂級的動畫制作，幾乎全部采用渲染農場的模式，通過云端調用幾千個CPU+GPU資源來應對今天的需求。相比之下，作為專業人才培養和輸出的重要陣地，中國高校在日常動畫后期的教學中，卻普遍還在使用傳統的圖形工作站和桌面云，不僅在軟硬件裝備上與國外有不小的差距，糟糕的使用體驗也嚴重影響著日常教學。

那么，今天我們就來說說，高校在使用傳統的圖形工作站和桌面云時遇到了哪些坑，有沒有更好的解決方案能夠完美地避開這些坑？

被傳統信息化技術禁錮的教學

用過本地圖形工作站的人都知道，圖形工作站的性能雖然好，但是一旦用起來就要面臨一系列的麻煩問題。

首先是高額的支出 。傳統圖形工作站的價格遠高于普通PC，一個院系若要滿足上百名學生的教學需求，就要相應購置上百臺圖形工作站，硬件費用高達上千萬，已遠超高校可承受的預算范圍。

其次是繁瑣的運維管理 。在高校，圖形工作站的管理工作一般是由任課老師或者系主任承擔，光是給每個教室幾十臺圖形工作站一臺一臺的進行手動殺毒、重裝系統、安裝軟件，就耗費了老師們大量的時間，而這些重復勞動占據的是原本屬于教學和科研的時間，給老師們日常教研工作帶來了巨大的壓力。

同時，由于老師們并不是專業的IT人員，當圖形工作站出現系統問題或宕機時束手無策，只能等待廠商的IT人員到現場來維修。因為等待維修需要較長的時間，總有一部分圖形工作站在教學時無法使用，嚴重影響了教學進度。

最后是不靈活的資源使用 。目前高校教學的現狀是，如果學生想完成一個高質量的后期制作作品，就只能在多媒體教室開門的時間段內使用圖形工作站，而一臺圖形工作站被一人占用，其他人必須等待用完之后再繼續使用。換句話說，昂貴的圖形工作站設備，閑時完全空置，忙時不夠使用，資源完全無法靈活分配和使用。

在這種情況下，很多高校開始試點桌面云的建設，利用云計算的優勢，大幅度降低管理維護的難度和成本，在教師辦公、輔助教學等場景中得到了廣泛的認可，但是其缺陷在于，沒有辦法滿足重度圖形渲染的場景。對于動畫、環藝、視覺傳達等專業而言，桌面云的性能跟不上導致畫面卡頓、耗時長、軟件崩潰、數據丟失等問題，是無法支撐大規模的后期制作和渲染需求的。

那么是否存在一種信息化解決方案，能夠兼具圖形工作站和桌面云的優勢，滿足重度圖形渲染的教學場景呢？

GPU云：信息化教育裝備的升級

答案是肯定的。如今，一種全新的教學信息化技術已經誕生，南開大學、集美大學、河北美術學院、長春建筑學院等高校紛紛開始采用GPU云，對圖形工作站等傳統教育設備進行升級，以領先的信息化教學手段走在了全國人才培養的前列。

GPU云是國內超融合企業ZETTAKIT澤塔云獨有的一款GPU虛擬化解決方案，它將傳統的“圖形工作站+集中存儲”IT架構升級為“超融合+GPU云”的云計算架構，既展現了云計算的諸多優勢，又能夠提供和本地圖形工作站一致的計算能力，因此被譽為“云端的圖形工作站”。

由于GPU云為純軟件部署，與昂貴的本地圖形工作站相比，具備非常高的性價比，因而備受用戶推崇。自2016年推出以來，澤塔云超融合GPU云已經在教育、測繪、石油、BIM、制造等行業獲得數量眾多的標桿案例。

大家可能會好奇，GPU云使用起來是什么感受，在日常教學中可以起到哪些作用？此次我們就走訪集美大學，詳解其中的奧秘。

實訓室管理老師：“再也不需要做這些重復動作，點點鼠標就可以”

集美大學美術學院擁有6間實訓室，原先每間教室使用30-40臺圖形工作站。為了管理這200多臺設備，實訓室的管理老師需要一臺臺地手動安裝各種軟件、查殺病毒、修復系統，每天疲于奔命。

自從部署澤塔云GPU云平臺后，實訓室的管理老師就不再需要做這些重復動作，只花了1-2天學習基本操作，就掌握了通過統一云平臺對多臺設備完成基本維護和軟件安裝的方法，避免了低效率的重復勞動。

管理老師表示：“之前其實裝軟件都不是很熟悉，現在點點鼠標就可以恢復系統，一次性裝好軟件，管理起來太方便了。”

同時，由于云平臺的操作系統和硬件是完全解耦的，任課老師們還可以根據教學需求配置系統和軟件，快速部署教學環境，同時也降低了日常運維的難度。

任課老師：“教室沒有雜音了，上課掉根針都聽得見”

由于GPU云平臺將分散在多個教室的硬件設備，集中部署在數據中心進行統一管理，通過資源的虛擬化，在教室內只需要配備顯示器和鼠標等少量設備，就可以享受和本地圖形工作站一致的體驗，在降低了硬件損壞可能性的同時，也讓教室變得更加綠色，不再被多臺圖形工作站轟鳴的噪音覆蓋。

任課老師表示，在使用了GPU云平臺之后，“教室沒有雜音了，上課連掉根針都聽得見”。

美院學生：“如絲一般流暢的體驗”

有了GPU云的支撐，老師們可以使用比以前更大的模型來授課，直接使用GPU云資源對大型原始素材進行加工，在重度圖像渲染使用場景下，也能獲得和本地圖形工作站一致的使用體驗。

在經過嚴格測試和實際使用后，任課老師表示，GPU云的性能完全滿足教學要求，甚至超出了原先的預期，在多人同時使用渲染軟件的高并發狀況下，體驗也很流暢。

例如，以前在本地圖形工作站上用Maya軟件做一個三維人臉，光打開軟件就需要3-5分鐘，現在全班所有人使用GPU云同時打開軟件，也不會超過90s。

學生們第一次體驗GPU云時，紛紛表示很吃驚，“世上還有如此先進的東西，用起來如絲一般流暢！”

課題組老師：“我們也有自己的渲染農場了！”

在提升資源利用率方面，GPU云可以靈活分配資源，讓高價值的設備不再閑置。例如，上課時，GPU云是云端的圖形工作站；下課后和寒暑假，GPU云就變身渲染農場，集中資源處理大規模渲染項目。對于肩負課題項目的老師們來說，擁有自己的渲染農場是一件非常幸福的事情。

對于要做圖形渲染作業和畢業設計的學生來說，不再需要在多媒體教室內排隊使用圖形工作站，在宿舍通過網絡賬號就可以使用高性能的GPU云，完全擺脫了時空的限制。當出現較大負載時，GPU云能自動調配空閑資源，滿足大量用戶高并發的使用需求。

總體而言，GPU云便于老師們統一管理資源，降低維護難度，提升維護效率。同時，在保持和本地圖形工作站一致體驗的基礎上，師生們可以隨時隨地靈活使用資源，在云端圖形工作站和渲染農場等不同場景切換，可以說是新一代的信息化教育裝備。

對于高校而言，信息化技術已不再是外在輔助手段，而是賦予教育信息化發展的內生動力。不僅是集美大學的GPU云應用實踐，越來越多的高校也開啟了信息化教育裝備的升級，例如：南開大學文學國家級實驗教學示范中心與澤塔云聯合成立了zVision GPU云實驗室，走出了自己的實驗教學改革之路。

在這樣的趨勢下，我們有理由相信，當中國高校集體進入GPU云時代，用技術創新升級現代化教學，為中國培養更多的專業人才，未來再造《流浪地球》將不是一個遙不可及的夢想。

出處：中華教育新聞網

網址： http://www.chinaedunews.net/

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