Высокопроизводительный рендеринг-кластер для визуализации архитектурных проектов

Цели и Результаты

Goals:

• Сокращение времени рендеринга: Значительное ускорение процесса визуализации архитектурных и интерьерных проектов.
• Увеличение вычислительных мощностей: Обеспечение достаточных ресурсов для обработки новых, более сложных и объемных заказов.
• Повышение качества и сложности визуализаций: Возможность создавать детализированные, высококачественные рендеры без ограничений по производительности.
• Обеспечение отказоустойчивости: Создание надежной инфраструктуры с избыточностью данных.
• Безопасность данных: Защита трафика и ограничение доступа к кластеру.
• Простота масштабирования: возможность увеличить количество серверов в кластере

Results:

• Значительная экономии времени на задачах рендеринга: Время, затрачиваемое на визуализацию сложных сцен, уменьшилось в разы, что позволило соблюдать сжатые сроки проектов.
• Возможность работы с масштабными проектами: Компания получила возможность реализовывать более крупные и детализированные архитектурные проекты.
• Повышение качества проектных предложений: Архитекторы и дизайнеры могут создавать более реалистичные и впечатляющие визуализации, что способствует успешной презентации проектов клиентам.
• Обеспечение непрерывности работы: Благодаря надежной инфраструктуре и избыточности, риски простоев из-за нехватки мощностей или сбоев сведены к минимуму.
• Надежная защита данных: Весь обмен информацией между офисом и кластером защищен, а доступ строго контролируется.
• Гибкость масштабирования: Кластер готов к расширению простым увеличением количества серверов без дополнительной работы для системного администратора

Контекст

Клиент – динамично развивающееся архитектурная компания из Бельгии. Основная специализация – проектирование гражданских зданий и общественных пространств, от концепции до рабочей документации. В своей работе компания активно использует приложения трехмерного моделирования и дизайна для создания высококачественных архитектурных визуализаций, которые являются ключевым инструментом для презентации проектов заказчикам и получения разрешений.

На момент обращения, компания получила обширный заказ по новым проектам. Существующие рабочие станции и небольшое количество локальных ресурсов для рендеринга просто не могло справиться с возросшим объемом и сложностью новых проектов. Руководство компании стояло перед выбором – закупить новое IT-оборудование или воспользоваться услугами центра обработки данных.

Из-за бюрократических сложностей с финансированием закупки оборудования, а также отсутствия подходящего помещения и инфраструктуры, развертывание собственной серверной становилось для клиента трудоемким и длительным процессом. Ввиду этих факторов и дополнительных консультаций от технических специалистов INTROSERV архитектурной компанией был сделан выбор в пользу решения ЦОД.

Задача

Клиенту было необходимо многократно масштабировать свои возможности по рендерингу. Основными задачами были:

• Многократное увеличение производительности IT-инфраструктуры: Получена возможность работать с масштабными сценами и, конечно, уменьшено время обработки задания на рендеринг.
• Обеспечение пропускной способности проектов: Подготовка инфраструктуры к работе с более крупными и сложными подпроектами, требующими значительных вычислительных мощностей.
• Совместимость с существующим ПО: Интеграция нового решения с используемым ПО.
• Эффективное использование бюджета: Построение и аренда высокопроизводительного, но при этом экономически оправданного решения.
• Надежность и безопасность: Обеспечение сохранности данных и защиты доступа к новому вычислительному кластеру ввиду постоянных операций с конфиденциальной информацией, которая является коммерческой тайной.

Решение

Для решения поставленных задач техническими специалистами INTROSERV было предложено и реализовано комплексное решение – кластер серверов для сетевого рендеринга (distributed rendering).

Архитектура решения

Четыре высокопроизводительных сервера-узла: Каждый сервер оснащен процессором AMD EPYC 9654 четвертого поколения, в котором 96 высокопроизводительных физических ядер, и 256 ГБ оперативной памяти DDR5. Выбор AMD EPYC 9654 был обусловлен оптимальным соотношением количества ядер, производительности и стоимости для задач рендеринга.

Сетевое хранилище: Развернуто на отдельном сервере в той же локальной сети. Сетевое хранилище настроено с избыточностью дисковых накопителей, обеспечивая высокую доступность и сохранность всех проектных файлов, текстур и сцен. Это гарантирует, что данные для рендеринга всегда доступны всем узлам кластера и защищены от потери в случае сбоя одного из дисков. 

Высокоскоростная локальная сеть: Все четыре сервера-узла и сервер сетевого хранилища соединены между собой локальной сетью с пропускной способностью 50 Гбит/с. Это критически важно для эффективного распределенного рендеринга, так как позволяет быстро передавать большие объемы данных между узлами и минимизировать задержки. 

Внешний доступ и безопасность:

• Публичный доступ: Поскольку сервер файлового хранилища обладает наибольшей скоростью интернет-подключения – 10Гбит/с, он выполняет несколько задач. Установленная платформа виртуализации Proxmox VE позволила развернуть виртуальные машины для управления хранилищем, а также виртуальный роутер pfSense, который обеспечивает доступ в удаленную серверную инфраструктуру из офиса компании.
• VPN-туннель: Весь трафик между офисом клиента и кластером рендеринга заворачивается в VPN-туннель. Это гарантирует шифрование данных и защиту от несанкционированного доступа, обеспечивая конфиденциальность всей проектной информации.
• Контролируемый доступ: Доступ к кластеру строго регламентирован и ограничен только авторизованными пользователями.
• Мониторинг: Все серверы добавлены в систему мониторинга, которая отслеживает их производительность, загрузку, температуру и другие ключевые параметры. Это позволяет оперативно выявлять и устранять потенциальные проблемы, обеспечивая стабильность работы кластера.

Высокая доступность:

Резервирование питания и сетевого подключения на уровне хоста создают дополнительный уровень отказоустойчивости. Системные администраторы INTROSERV выполнили агрегирование сетевых интерфейсов для получения максимальной скорости в локальной сети, а дублирование ключевых узлов сетевого оборудования позволяет избежать единые точки отказа.

Интеграция с приложениями 3D моделирования и дизайна:

Кластер был настроен для работы с сетевым рендерингом, что позволяет эффективно распределять задачу рендеринга одной сцены между всеми высокопроизводительными 384 процессорными ядрами кластера. В качестве менеджера сетевого рендеринга был предложен проект от Pulze – Render Flow и одним из преимуществ именно этого менеджера является его совместимость с множеством платформ для 3D моделирования и анимации, включая популярные решения от Autodesk.

Стратегический шаг вперед

INTROSERV в очередной раз показал свою компетентность в построении сложных гибридных архитектур и позволил архитектурной компании освоить новый уровень крупных проектов. Результат проекта:

• Значительный скачок в производительности: параллельная обработка задач рендеринга на сотнях ядер позволила сократить время визуализации проектов с дней до часов, а в некоторых случаях – до минут.
• Конкурентное преимущество: клиент получил возможность браться за более сложные, масштабные и детализированные проекты, которые ранее были недоступны из-за ограниченности ресурсов.
• Оптимизация рабочего процесса: Дизайнеры теперь могут быстрее получать обратную связь по своим визуализациям, вносить корректировки и проводить итерации, что значительно ускоряет и улучшает процесс проектирования.
• Надежность и безопасность: Благодаря высокоскоростной сети, избыточному хранилищу, VPN-туннелю и системе мониторинга, кластер работает стабильно, безопасно с высоким аптаймом.

Инвестиции в специализированный кластер рендеринга не просто решили насущные проблемы архитектурной компании, но и стали стратегическим шагом, обеспечившим его рост, конкурентоспособность и эффективность в долгосрочной перспективе.