GPU圖形加速技術(shù)為建筑行業(yè)帶來(lái)更多可能

圖形處理技術(shù)在三維立體展示以及渲染中起到了至關(guān)重要的作用。不僅僅是在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在汽車(chē)的自動(dòng)駕駛、航空航天、醫(yī)療、動(dòng)漫設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中，GPU起到的作用也越來(lái)越大。應(yīng)用GPU技術(shù)之后，可以把密集型圖形的需求和應(yīng)用擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用中。

GPU英文全稱Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對(duì)于CPU的一個(gè)概念，由于在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)中圖形的處理變得越來(lái)越重要，因此需要一個(gè)專門(mén)的圖形的核心處理器。 GPU和CPU有一個(gè)很大的區(qū)別是CPU是串行計(jì)算，GPU是并行計(jì)算。在今天對(duì)圖形視覺(jué)、視頻要求越來(lái)越高的情況下，GPU發(fā)揮了更大的作用。

傳統(tǒng)的信息工作者，在瀏覽網(wǎng)頁(yè)、視頻甚至PPT時(shí)，都會(huì)用到GPU技術(shù)，而利用GPU技術(shù)，對(duì)頭像處理、瀏覽、快捷性、便利性、流暢性都會(huì)有很大的提升。今天，每一個(gè)人在日常工作中都會(huì)應(yīng)用GPU技術(shù)，而GPU技術(shù)也加速和推動(dòng)了視覺(jué)感官，使可視化越來(lái)越深入。無(wú)論是工業(yè)、能源、制造、設(shè)計(jì)、醫(yī)療、教育、都會(huì)涉及到3D，從而視覺(jué)圖形中都會(huì)有GPU技術(shù)存在。

圖形處理技術(shù)在三維立體展示以及渲染中起到了至關(guān)重要的作用。不僅僅是在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在汽車(chē)的自動(dòng)駕駛、航空航天、醫(yī)療、動(dòng)漫設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中，GPU起到的作用也越來(lái)越大。而在BIM應(yīng)用中，建模、渲染、協(xié)同是必不可少的環(huán)節(jié)。在這期間除了一些基本的業(yè)務(wù)知識(shí)之外，如何使得BIM可視化更加優(yōu)質(zhì)，對(duì)于BIM推廣和應(yīng)用也起到很大作用。

無(wú)論是BIM技術(shù)還是智慧城市建設(shè)，其中對(duì)圖形三維以及利用桌面虛擬化或者云端的方式都會(huì)存在著強(qiáng)烈的實(shí)用性需求。當(dāng)然，在BIM應(yīng)用中，3D工作站的性能成本、數(shù)據(jù)的安全和導(dǎo)入以及移動(dòng)設(shè)備的同步協(xié)同等，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣也都會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的制約。但只有解決這些問(wèn)題，才能使BIM技術(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目全生命周期得以實(shí)現(xiàn)。

GPU技術(shù)特別是結(jié)合虛擬化技術(shù)之后，在市場(chǎng)上有了很大的應(yīng)用，它具有靈活性、安全性、可管理性等特點(diǎn)。眾所周知，BIM技術(shù)對(duì)于圖形密集化的要求非常高，加載、內(nèi)存這些功能在BIM單機(jī)情況下都會(huì)用到。在BIM連機(jī)之后甚至做了云端以后，才有可能使得BIM的全生態(tài)管理變?yōu)榭赡堋IM技術(shù)如果僅僅在單機(jī)上應(yīng)用，其價(jià)值將會(huì)大打折扣。而要做基于云端的BIM應(yīng)用，靈活性、安全性、可管理性對(duì)圖形密集型的要求就非常高，而GPU技術(shù)和虛擬化技術(shù)的結(jié)合，使得這些成為可能。

應(yīng)用GPU技術(shù)之后，可以把密集型圖形的需求和應(yīng)用擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用中。NVIDIA（英偉達(dá)）公司云計(jì)算業(yè)務(wù)總監(jiān)馬慶勝表示：“我們的目標(biāo)是任何設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)支持情況下，都可以得到專業(yè)PC一樣的效果，不會(huì)出現(xiàn)卡頓、馬賽克、斷片、遲緩，或者在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不流暢等現(xiàn)象。有了GPU技術(shù)以后，密集型圖形的需求和應(yīng)用都可以在各種終端下，在網(wǎng)絡(luò)支持下實(shí)現(xiàn)。”

在實(shí)際工作過(guò)程中，設(shè)計(jì)師使用工作站時(shí)會(huì)比較得心應(yīng)手，但作為一個(gè)單個(gè)的工作站而言，它可以滿足設(shè)計(jì)師的需要，而對(duì)于一個(gè)組織或一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，要想使設(shè)計(jì)工作滿足協(xié)同、可移動(dòng)等功能的話，單獨(dú)工作站的方式可能無(wú)法滿足。而實(shí)現(xiàn)虛擬化以后，可以極大的改善這點(diǎn)。

此前，主流的虛擬化軟件并不能夠?qū)PU技術(shù)納入到虛擬的資源池里，在兩年前英偉達(dá)公司與業(yè)界的主流虛擬化軟件公司進(jìn)行合作，使得這些虛擬化軟件可以直接調(diào)用GPU，甚至可以把GPU納入到虛擬化。一個(gè)GPU，除了單獨(dú)分給一個(gè)虛擬機(jī)上的使用者以外，還可以分成1/2、1/4、1/8。因此，這些技術(shù)在數(shù)據(jù)中心通過(guò)桌面虛擬化的技術(shù)，使桌面虛擬化的用戶在不使用工作站的情況下，得到同樣的效果。這些有賴于虛擬化軟件和GPU技術(shù)的結(jié)合，使得數(shù)據(jù)中心對(duì)這種密集型圖形在虛擬化環(huán)境的支持成為可能。

目前，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，IE、地圖、定位等軟件功能都會(huì)用到GPU技術(shù)。根據(jù)使用者的情況不同，高端的設(shè)計(jì)者可以通過(guò)應(yīng)用專屬GPU；普通設(shè)計(jì)者可以應(yīng)用是1/8的GPU，從而使數(shù)據(jù)中心的資源可以得到充分的支持和利用。

除了保證高性能以外，傳統(tǒng)的工作站還存在高成本、不能移動(dòng)、不宜管理、數(shù)據(jù)安全漏洞等問(wèn)題。而這些問(wèn)題在桌面虛擬化或者基于云端的方式下都能得到解決。很多設(shè)計(jì)院和建筑施工企業(yè)認(rèn)為，GPU技術(shù)的支持使得BIM的應(yīng)用和深入推廣成為可能。特別是對(duì)在3D、4D甚至5D的需求下，GPU結(jié)合虛擬化的技術(shù)起到非常重要的作用，圖形的加速作用對(duì)BIM的推廣起到積極的作用。

實(shí)際上，GPU虛擬化架構(gòu)非常簡(jiǎn)單。馬慶勝介紹到，用一個(gè)卡插在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上，通過(guò)虛擬化軟件對(duì)形成的桌面進(jìn)行虛擬化部署，也就是在虛機(jī)上；在后臺(tái)處理虛機(jī)上，使用者得到專業(yè)PC或者說(shuō)專業(yè)圖形工作站同樣的效果。由于這個(gè)方式數(shù)據(jù)并不存在本地，同時(shí)對(duì)安全、移動(dòng)性、交付、協(xié)同等方面都會(huì)得到大大的提升。

過(guò)去，設(shè)計(jì)師只能在固定工作環(huán)境下對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行工作；今天，GPU虛擬化架構(gòu)可以在確保數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，使設(shè)計(jì)師不再局限于一個(gè)固定的場(chǎng)所，同樣可以繼續(xù)工作，同時(shí)確保設(shè)計(jì)師與客戶的交互和推廣也非常流暢。