动漫与影视超级渲染云计算平台

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1、动漫与影视超级渲染云计算平台裘初博士中国传媒大学高性能计算中心电话:86-10-65783520传真:86-10-65451007邮件:chqiu@cuc.edu.cn网站:http://www.hpcc.cuc.edu.cnConfidential中国传媒大学简介中国传媒大学（于1954年。原名北京广播学院）是教育部直属的国家“211工程”重点建设大学，创建2004年8月，北京广播学院更名为中国传媒大学。学校设有16个学院，24个博士点，48个硕士点，80个本科专业。学校现有全日制在校生近15000人。建校50多年来，学校培养了大批传媒领域的高层次人才，为党和

2、国家的传媒事业发展作出了重要贡献，被誉为“中国广播电视人才摇篮”。2中国传媒大学高性能计算中心简介中国传媒大学高性能计算中心成立于2006年6月，是中国传媒大学“十五”“211工程”实验室建设重点项目。中心的建成不仅满足了传统大规模电磁仿真计算的要求，同时还满足了与数字内容处理相关学科的科研、开发和工程应用等需要，为我校开展数字内容管理、视频图像检索、数字高清视频压缩编码、动画制作以及游戏设计等项目的研究提供了强有力的支持。中心主要研究工作包括集群计算、网格计算、高性能计算方法和高性能计算应用产业化等方面的内容，先后承担了国家科技重大专项、国家高新技术项目、北京

3、市自然科学基金项目等各类课题24项，取得一系列重要的科研成果。3主要内容渲染云计算平台的基本概念超百万亿次规模下渲染云计算平台解决方案“天河-酷卡”超级渲染云计算平台的应用案例Q&A4渲染云计算平台的基本概念5什么是渲染云计算平台？渲染应用特点CPU计算量大渲染应用通常会占用大量的CPU资源，一个分辨率较高的画面在渲染时会耗费几小时甚至十几个小时的时间，CPU基本上满负荷运行。内存带宽高渲染任务开始后，大量的材质贴图将被读取到内存中，然后开始渲染图像，在此过程中，CPU与内存的通讯非常频繁。分辨率越高，材质贴图越多，内存带宽要求越高。网络带宽高在通过渲染农场进行

4、网络渲染时，一旦管理服务器下达渲染任务，所有的计算节点便开始从网络共享存储中去读取材质贴图和目标文件。因此，高带宽的网络将大大地缩短预读数据的时间，提高整体的渲染效率。存储系统I/O能力强在渲染过程中，渲染节点会产生大量的，近乎同时的I/O请求。尤其是在节点比较多的情况下，常规存储系统的I/O性能很难满足大规模渲染应用的需求。因此，需要配备具有超强I/O性能的存储系统，以确保系统能够高效运行。7渲染云计算平台所面临的挑战网络带宽瓶颈千兆的局域网环境可以满足教学的要求，但是在千兆网络环境下进行超大规模渲染计算的效率是极其低下的，需要更高带宽和低延时的高速互联网络。

5、存储I/O性能瓶颈在渲染时，很多个节点同时对某个共享进行读写，单台服务器的磁盘I/O无法满足这个需求，导致渲染出现瓶颈，效率不高。缺乏足够的灵活性由于渲染应用需求具有较强的时效性、较高的复杂性，不同的渲染任务对操作系统、渲染软件、渲染引擎和插件有不同的要求，要求系统具备较强的“随需应变”能力。软件版本更新速度快操作系统会需要不定期的更新，三维软件通常半年到一年就会进行一次更新，每个节点都需要安装。渲染管理软件也会必要的更新；实际工作量=节点数×操作系统数量×软件种类；需要能够进行智能的软件分发和安装，从而保证系统的可持续性使用。8渲染云计算平台所面临的挑战系统管

6、理维护困难渲染应用的用户往往都是艺术家，与专业系统管理员差距比较大；同时，由于缺少针对用户使用习惯和实际需求而定制开发的系统管理软件，使得用户更加难以对系统进行有效的管理、更新和维护，从而导致系统难以长期稳定的运行。“孤岛式”的运营方式导致使用率低下目前动漫渲染平台大多采用“孤岛式”的运营方式，由于本单位动漫渲染任务数量有限，使得渲染平台大部分时间都处于空负载运行的状态，而外单位的人员即使有相关的应用需求，却不知道哪里有这种资源可用。于是就出现了一边是设备和软件闲置无人问、一边是用户“踏破铁鞋无觅处”的尴尬局面，造成了资源的极大浪费。如何有效地整合现有的计算资源

7、、数据资源和软件资源，为用户提供一个方便、透明的动漫渲染平台，也是我们亟待解决的问题9我们对渲染云计算平台的理解艺术创作与科学实践同样都需要智慧，而超级动漫渲染作为一个艺术与科学高度结合的产物，则更是需要二者的智慧大融合，并且技术的应用始终要以服务于艺术创作为宗旨。我们认为渲染云计算平台的解决方案必须遵循这一宗旨，力求用高效的科技手段、个性化的方案定制来帮助艺术家顺利地实现其艺术创作。渲染云计算平台≠高性能计算集群系统+渲染软件传统的集群系统主要用于科学计算领域，关注的问题是如何获得强大的计算能力。为了使其能够适合于高带宽、大I/O的渲染应用需求，我们必须根据渲

8、染应用的特点，从集群系统