一、当前制造企业研发设计面临的挑战
1.数据安全无保证
随着制造企业研发能力的提升，企业的自主知识产权保护意识也在逐渐加强，但在传统的研发设计模式下设计数据都在本地，非常容易导致企业核心研发数据的外泄。很多时候，企业自主研发的产品还未等到新品上市，市面上就已经出现了非常类似的产品，从而给企业带来巨大损失。
2.团队协作困难
当前传统IT架构下，企业为保证研发数据的安全，几乎所有企业的研发部门都是单独隔离，并不联入互联网。但这样做会带来弊端，导致工程师之间的思想无法有效的沟通和交流，就如同一个个的“信息孤岛”。特别在很多集团研发型制造企业，如果能通过某种方式实现工程师远程异地的协同设计，不但能有效提升产品设计质量，而且能使得企业的研发思路得到统一。
3.资源利用率低
传统IT应用模式下资源利用率过低是企业多年来一直面临的问题，而这也正是导致云计算出现的主要原因。在制造企业的研发部门尤为如此。有时候，在面对虚拟仿真、虚拟现实这类高复杂度的应用时，工作站性能稍显不足；但在面对三维设计应用时，工作站性能又有多余，应用需求与IT资源可用性之间的矛盾在制造企业的研发部门普遍存在。
4.管理比较复杂
在传统的应用模式下，企业的研发部门可能存在各种形式的硬件设计平台，性能不一，为保证数据安全必须部署各种加密及数据防护系统，如果需要对终端进行维护和更新，甚至需要一台一台的进行，任何一台系统宕机都需要管理员花较多的时间来对系统进行恢复。因此，传统应用模式下不断增多的终端系统给IT运维带来的了极大的挑战。
二、桌面虚拟化在制造企业研发设计中的应用
面对新兴技术的不断融入以及市场竞争节奏的不断加快，制造企业要想在市场谋得一席之地必须实时的跟进这一需求。云计算的本质就是为提升IT资源利用率，降低企业的IT投入成本，同时通过各种应用模式来保证数据的安全，而这正是制造企业的研发设计部门所追求的。为实现IT资源的高效利用，通过虚拟化和云计算技术将研发部门的所有工作站、服务器、存储、网络等资源整合为一个大的资源池，打造企业内部的私有云，不但能保证数据的安全并提升IT资源利用率，而且还可以大幅降低企业的IT投入成本，并有效支持团队协作和移动研发设计。
图 1 惠普客户端虚拟化战略蓝图
惠普公司作为服务器和工作站领域的全球领导者，一直紧握市场需求，通过不断革新自身的产品设计理念，在对企业需求进行充分调研的基础上，开发企业所需要的产品和解决方案。惠普工程桌面云平台的推出正是这一理念的充分体现。
三、惠普工程桌面云，将图形计算转移到数据中心
惠普工程桌面云是惠普融合桌面虚拟化解决方案的一个组成部分，主要面向专业级图形设计，不但能满足制造企业的CAD/CAE应用需求，也能满足高复杂、大规模的数据运算任务。惠普桌面云从硬件到软件都采用了惠普的产品，包括惠普刀片工作站、惠普刀片存储、惠普机箱、惠普虚拟连接模块、惠普专业显示器和惠普瘦客户端等产品，在软件上使用了惠普的Insight管理软件和惠普GRS远程图形软件。下面我们就惠普工程桌面云在专业图形设计领域的几种不同应用模式进行介绍。
图2 惠普工程桌面云的三种不同应用模式
1.传统1：1单机使用方案
惠普是目前业界唯一一家推出刀片工作站同时还提供刀片工作站虚拟化解决方案的厂商，惠普刀片工作站能适用于１：１的单机应用模式，即单个用户使用一台刀片工作站，这种模式下刀片工作站并没有使用虚拟化技术。客户通过在惠普刀片工作站上直接安装操作系统，实现高性能图形应用，这种应用模式能支持高性能3D应用以及2D四屏显示。
这种应用模式的特点：
·客户端OS在裸机上
·高性能3D Windows 和Linux 用户
·高性能2D 四屏显示
·没有被虚拟化的环境
目标群体:这种应用模式适用于工程计算和制图设计者，比如对桌面空间环境要求比较苛刻，同时需要面对复杂的高性能3D运算等场景。从配置上讲，惠普刀片工作站性能比惠普台式工作站更为强大。
2.单机单显卡多用户虚拟化使用方案
通过在一台惠普刀片工作站上分享同一块高性能专业显卡是惠普刀片工作站虚拟化解决方案的一大特色。惠普刀片工作站上的高性能显卡通过专门构建的hypervisor虚拟化层，实现了GPU级的虚拟化，使得惠普可以在GPU上构建多个虚拟机，每个虚拟机都能为单个用户提供虚拟化应用，而且这种级别的应用能实现对OpenGL的有限支持。
这种应用模式的特点：
·客户端OS 在hypervisor (虚拟化层)
·GPU 被多个用户所共享
·不是为3D: 小型VRAM应用, 有限的OpenGL 支持
·虚拟化 富媒体桌面应用的强大方案
目标群体: 这种解决方案主要针对传统PC 使用者，以及多媒体应用。比如高清视频播放、3D应用程序互动以及快速响应Google地图等需求。这种解决方案主要是用于加速3D应用效果。
3.单机多显卡多用户虚拟化使用方案
惠普单机多显卡虚拟化适用方案是针对专业级图形应用的用户，用户可以在惠普刀片工作站上安装多块高性能专业级显卡，惠普通过在操作系统上部署hypervisor虚拟化层实现对资源的统一管理和调度，这使得多张显卡不但能共享刀片工作站资源，而且每个GPU或显卡都能独立的对应单个使用者。
这种应用模式的特点：
·客户端 OS 在 hypervisor (虚拟化层)
·每个 GPU被直接映射到1个用户
·每工作站可以最大支持8个专用图卡用户
·附加的非图形加速的VM虚拟机也可以在同一刀片上运行
目标群体:这种解决方案面向的是专业级工程师，以及图形工作站使用者，因为是在单台高性能惠普刀片工作站上部署多块专业显卡，每个用户能单独对应一张显卡，这在保证用户使用性能的同时，也充分利用了惠普刀片工作站的资源，能大幅的降低企业的硬件投入成本，不失为当前专业级应用的好选择。
表1惠普工程桌面云三种应用场景对比
传统单机单显卡单用户使用方案未使用1全支持很低高所有类型工程计算和制图设计者
单机单显卡多用户虚拟化使用方案使用1有限支持较高低小型企业有限图形支持能力的多媒体应用
单机多显卡多用户虚拟化使用方案使用1～8全支持非常高低所有类型专业设计工程师，图形工作站使用者
四、惠普工程桌面云关键技术
惠普工程桌面云是惠普融合桌面虚拟化解决方案在制造业的落地应用，主要面向专业级图形设计，不但能满足企业的专业设计需求，还能满足超复杂大规模的数据运算任务。在制造业，惠普工程桌面云主要应用在产品研发设计部门，以CAD/CAE应用为主。
图 3 惠普工程桌面云应用场景
如图3所示。制造企业通过将惠普融合桌面虚拟化解决方案部署在数据中心，远程用户通过LAN/WAN远程访问并调用资源，为制造企业提供CAD和CAE服务，这就是惠普工程桌面云，也就是惠普融合桌面虚拟化在制造业的落地方案。
1.远程2D/3D虚拟化应用
图 4 远程2D/3D虚拟化
如图4所示。通过虚拟化技术，惠普工程桌面云实现了底层硬件架构的虚拟化，这其中包括GPU的虚拟化，这也是惠普工程桌面云区别与一般桌面云平台的最大优势，在目前很多的虚拟化解决方案中并没涉及到对显卡资源的虚拟化。用户通过统一的门户提交需求，惠普工程云平台为用户自动分配需求，这一过程允许多用户同时提交需求，平台会为用户建立批量的任务，多用户能同时使用一块高性能显卡资源，不管用户使用的是Windows系统还是Linux系统。
2.基于Web和瘦客户端的3D可视化
图5 基于Web和瘦客户端的3D可视化
图5为用户提交需求后系统反馈给终端的模型显示效果。从显示效果看，与传统的设计平台并无差别。不过这个是基于浏览器显示，用户依然可以通过浏览器对模型体进行编辑、修改操作，多用户协同对同一个模型操作时，惠普工程桌面云平台能根据不同用户的修改保存不同的版本，这样可以避免多用户对同一模型进行修改时发生冲突或出现版本问题。
惠普工程桌面云融入了惠普的HP2压缩技术，这种技术也存在于惠普RGS软件中，利用惠普HP2压缩技术，惠普工程桌面云能有效的减少3D图形数据在互联网上的传输量而不影响显示效果，这不但能加速跨地区的远程异地协同设计，而且能有效的降低对广域网带宽的要求。
3.运行HPC任务
图6 运行HPC任务
除前面提到的3D图形设计方面的应用，惠普工程桌面云还能完成高性能的运算任务，如图6所示。这是一个Eclipse模拟器任务，用户只需要设置好所需的处理器数量、模拟器版本和计算模式、内存以及最大运行时等参数，系统就会为计算任务自动分配资源和空间。通过部署不同的高性能计算软件，惠普工程桌面云能完成不同的高性能计算任务。
4.资源实时监控
图7 资源实时监控
惠普工程桌面云能对已分配的资源以及现有的空闲资源进行实时监控，可视化的界面能让管理者清晰的了解当前资源分配和使用情况，如图7所示。没一个任务的执行情况及资源使用情况都能一览无遗。除对资源监控外，惠普工程桌面云还能对队列和软件许可进行管理，保证任务的有序分配和顺利进行。同时，软件许可证管理功能可以大幅降低企业在软件授权费用方面的购置费用。
五、惠普工程桌面云应用优势
惠普工程桌面云是目前业界唯一融合了刀片服务器、刀片工作站、刀片存储以及虚拟网络设备的桌面虚拟化解决方案，惠普工程桌面云是惠普融合桌面虚拟化解决方案在制造业的落地方案，这种基于刀片的融合虚拟桌面系统不但彻底杜绝了数据泄密的可能性，大幅降低了对空间的占用，而且能实现对资源的灵活交付。归纳起来，我们可以总结出以下几点优势：
1.极大的提升了数据安全
惠普工程桌面云是部署在企业的数据中心，用户只能通过瘦客户端远程访问平台数据，数据并不下载到本地，因此彻底杜绝了数据泄密的可能，极大的提升了企业核心数据的安全。
2.较低的硬件成本投入
惠普工程桌面云不但实现了服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化，而且还实现了GPU虚拟化，这使得在面对非专业级图形应用时，多用户可以共享同一张显卡资源，这意味着用户不但能充分利用显卡资源和刀片系统的计算资源，高效的资源利用率可以进一步降低了企业的IT投入成本。
3.灵活的桌面交付能力
通过将刀片服务器和刀片工作站融入到同一个系统，惠普工程桌面云实现了计算资源和图形资源的融合，针对不同的用户需求，该系统能提供不同的硬件资源，可以说，企业只要部署了这个系统，基本上无需再考虑购买其它设备。这种灵活的交付能力是惠普工程桌面云的一大优势。
4.简单而有效的管理
惠普Insight软件能从任何位置释放到每一个刀片服务器管理功能，同时实现对物理和虚拟服务器的管理，包括服务器的快速部署、对系统健康状态进行实时监控、不受地域限制的远程控制，以及安全、自信的优化能耗。
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