NVIDIA GRID: Virtuelle Desktops erreichen Workstation-Niveau

Standard-Desktop-Virtualisierung bietet lediglich Arbeitsumgebungen mit geringer Rechenleistung, die nur für Standard-Office-Anwendungen geeignet sind. Rechenintensivere Applikationen, in denen Grafik eine Rolle spielen, sind nicht ausführbar. Ein virtueller Desktop scheitert oftmals schon an der Widergabe eines Videos. Dieses Problem macht Arbeitsplätze mit virtuellen Desktops nur bedingt einsetzbar.

Der in Kalifornien ansässige Grafikspezialist NVIDIA beschreitet mit seiner GRID-Technologie einen innovativen Weg zu Lösung dieses Problems. GRID erschafft durch schnelle Grafikprozessoren (GPUs), effiziente Treiber und zertifizierte Software völlig neuartige, kosteneffiziente Cloud- und Netzwerkdienste, die bisher aufgrund zu geringer Hardwarekapazitäten und fehlender Infrastrukturen nicht möglich waren. Die Lösung verwandelt per Virtualisierungstechnik einfachste Büro-Rechner in Computer mit Workstation-Niveau. Jeder Arbeitsplatz im Unternehmen wird dadurch um ein Vielfaches effizienter. Darüber hinaus hält durch GRID High-End-Gaming mit aufwendiger Grafik Einzug in herkömmliche Smart-TVs, PCs, Tablets oder Smartphones. 

GRID im Detail

NVIDIA GRID wird in zwei Ausführungen für unterschiedliche Einsatzgebiete in Unternehmen angeboten. Großunternehmen sind durch GRID in der Lage, Mitarbeitern virtuelle Arbeitsumgebungen mit hoher Grafikrechenleistung vom Server per Remote-Zugriff bereitzustellen. Dadurch sind an jedem Arbeitsplatz mit herkömmlichen Bürorechnern anspruchsvolle, grafikintensive Anwendungen möglich. Das Spektrum reicht dabei von Google Earth und Videoplayback über Photoshop bis hin zu professionellen Applikationen wie Autocad, Catia oder Solidworks. Auch die Remote-Nutzung über das Internet ist kein Problem. Zielgruppen sind zum Beispiel die Automobilindustrie, das Produktdesign, das Bauwesen oder Banken.

GRID ist kompatibel zu den verbreiteten Virtual-Desktop-Infrastructure-(VDI)-Lösungen von Citrix, Microsoft oder VMware. Dank NVIDIAs patentierter Low-Latency-Remote-Display-Technologie werden die Latenzen bei der VDI-Nutzung auf ein Minimum reduziert und ermöglichen einen flüssigen Arbeitsprozess. Dies wird auch durch die Optimierung der H.264-Codierung erreicht, die standardgemäß unterstützt wird. Namhafte OEMs wie Asus, Cisco, Dell, HP, IBM oder SuperMicro bieten schon jetzt entsprechende GRID-Server an. Der französische Fahrzeughersteller PSA (Peugeot Société Anonyme) setzt GRID bereits erfolgreich ein.

In naher Zukunft ist es sogar durch NVIDIAs GRID-vGPU-Technologie möglich, GPUs zu virtualisieren. Mehrere virtuelle Systeme haben dadurch gleichzeitig Zugriff auf einen einzelnen physikalischen Grafikprozessor. Dies steigert die Effizienz der Server noch einmal maßgeblich.

Ein weiteres GRID-Produkt, das in den USA bereits verfügbar ist und im Herbst 2013 auf den europäischen Markt kommt, ist die Visual Computing Appliance (VCA). Die VCA stellt eine Virtualisierungslösung von NVIDIA mit eigener Hard- und Software dar. Unternehmen ohne IT-Abteilung erhalten mit dieser Appliance für 19-Zoll-Serverschränke ein mächtiges Werkzeug für die Nutzung professioneller, grafikintensiver Anwendungen von beispielsweise Adobe, Autodesk oder Dassault Systèmes. Designer, Ingenieure oder Architekten können auf der VCA etwa komplexe und aufwendige CAD-Modelle erstellen, ohne auf eine lokale Workstation zugreifen zu müssen. Herkömmliche Clients in Form von Notebooks oder Desktops reichen aus, um per Mausklick einen virtuellen Arbeitsplatz mit Workstation-Leistung zu erstellen. Die Berechnungen übernimmt der mit GRID-Technologie ausgestattete VCA-Server. Der Zugriff erfolgt ebenfalls lokal über das Intranet oder extern über das Internet. Dadurch erhöht sich die Flexibilität bei gleichzeitigen Ressourceneinsparungen.

Herzstück eines jeden Systems mit GRID-Technologie sind GPUs von NVIDIA, die auf der neuesten Kepler-Architektur basieren. Die Grafikkarte GRID K1 bietet vier Kepler-GPUs mit insgesamt 768 CUDA-Kernen sowie 16GB DDR3-Speicher. Noch leistungsfähiger ist die GRID K2, die mit zwei Kepler-GPUs der Spitzenklasse, 3072 CUDA-Kernen und 8 GB DDR5-Speicher für höchste Leistung konzipiert wurde. Mit NVIDIA GRID vGPU können maximal bis zu 32 Nutzer auf eine einzige GRID-Grafikkarte zugreifen.

Gaming

Mit GRID lassen sich aber auch abseits vom Business- und Enterprise-Segment neue Märkte erschließen. Etablierte Formen von Unterhaltungselektronik verschmelzen immer stärker mit neuen Diensten, um ein breiteres Publikum zu adressieren.

Einer der wichtigsten Bereiche ist das Gaming. Wie wichtig Gaming über die letzten Jahre geworden ist, belegen aktuelle Zahlen: Der mit Abstand erfolgreichste Kinofilm aller Zeiten „Avatar – Aufbruch nach Pandora“ knackte nach 17 Tagen die Umsatzmarke von einer Milliarde US-Dollar. Das Spiel „Call of Duty – Black Ops 2“ schaffte dies bereits nach 15 Tagen und ein derartiger Erfolg ist in der Gaming-Industrie kein Einzelfall.

Das Geschäft mit Computer- und Videospielen ist und bleibt äußerst lukrativ. Mit der GRID-Technologie bietet NVIDIA die Grundlage für eine weitere Evolutionsstufe im Gaming-Sektor an. Dank GRID können hochkomplexe und rechenintensive Inhalte über das Internet auf nahezu alle denkbaren Endgeräte wie zum Beispiel Gaming Portables, Smartphones, Tablets, TVs, Notebooks oder PCs gestreamt werden. Anders als bei herkömmlichen Content-on-Demand-Lösungen kann mit den über NVIDIA GRID gestreamten Inhalten interagiert werden.

Fazit

Ob aus der Cloud über das Internet, oder lokal im internen Firmen-Netzwerk – NVIDIA GRID ist das fehlende Puzzle-Teil für die nächste Entwicklungsstufe in der IT, bestehend aus Soft- und Hardware, das sich nahtlos in vorhandene und bestehende Systeme integrieren lässt, um das Maximum an Leistung bei geringem Aufwand zu generieren. Dabei sind die Einsatzgebiete so vielfältig wie die  Anwender – Erstellung und Simulation von CAD-Modellen, Bearbeitung von Grafiken und Videos oder Gaming per Streaming auf unterschiedlichsten Endgeräten – NVIDIA GRID ist für alle Einsatzgebiete gerüstet.

NVIDIA-GRID-Software und -Partnerschaften

Durch eine enge Partnerschaft mit führenden IT-Unternehmen konnte NVIDIA die GRID-Lösung an bestehende Software-Infrastrukturen anpassen. Die Etablierung der per Software generierten, virtuellen Maschinen (Hypervisor) wird im professionellen Segment Hand in Hand von Microsoft, Citrix und VMWare vorangetrieben.

Citrix bietet mit XenApp, XenDesktop und XeNServer Werkzeuge, um die Nutzung von virtuellen Arbeitsumgebungen einfach und flexibel zu gestalten. Unter Einsatz von Microsoft Windows Server RDSH und der XenDesktop-7-Plattform ist eine gemeinsame Nutzung von GPUs über mehrere Anwender-Sessions möglich. Darüber hinaus erlaubt die Kombination des Citrix XenServer und der NVIDIA GRID vGPU durch virtualisierte GPUs den direkten Zugriff mehrerer virtueller Systeme auf einen einzelnen Grafikprozessors.

RemoteFX aus dem Hause Microsoft bietet mehreren Nutzern die Möglichkeit, auf eine einzige, physikalische GPU zuzugreifen.

Mit der virtuellen dedizierten Grafikbeschleunigung (vDGA) von VMWare wird jede GPU einer virtuellen Maschine zugewiesen und ermöglicht die grafische Durchgabe über einen Serverknoten an mehrere Betriebssysteme.