NVIDIA Enterprise Innovations Tage in der DACH-Region /D

QLC NAND density

NVIDIA Enterprise-Innovations-Tage
in der DACH-Region /E

Im Rahmen der oben erwähnten Online-Veranstaltung hielt sysGen am 01.07.2020 den Vortrag "VDI bei Tag-Compute@Night".

Unsere Sprecher:

  • Dieter Nikisch (founder) of sysGen
  • Holger Rüße (CEO) and Maximilian Depta of MuM Osnabrück
  • Rainer Schittek (Head of IT- und EAP) of PurPlan

ÜBER DIE ZUSAMMENARBEIT ZWISCHEN MuM UND SYSGEN

MuM und sysGen arbeiten bei der digitalen Virtualisierung von IT-Infrastrukturen eng zusammen. Sie verfügen jeweils über sehr erfahrene, gut ausgebildete Mitarbeiter, einen großen Kundenstamm und ein Portfolio von Produkten und Dienstleistungen, das gut geeignet ist, ihre Kunden beim Übergang zur Digitalisierung mit Spitzentechnologien wie künstlicher Intelligenz (KI), virtueller Realität (VR), physikalisch basiertem Rendering, technischer Echtzeitsimulation und 3D-Grafikvirtualisierung zu unterstützen. Gemeinsam sind wir jetzt noch stärker.

Mit unserem Beitrag "VDI by Day - Compute@Night" zeigen wir, wie Sie eine einzige Plattform nutzen können, um neue KI-Techniken wie digitale Zwillinge zu integrieren. Mit diesem Beitrag möchten wir Ihnen einen ersten Eindruck von der Virtualisierung von Konstruktionsarbeitsplätzen geben und mit dem Erfahrungsbericht von PurPlan zeigen, wie eine solche Virtualisierung funktioniert.

INDUSTRIE IM WANDEL

Desktop-, Workstation-, Server-Virtualisierung deckt die gesamte Arbeitswelt ab. Zu den vom Wandel betroffenen Bereichen gehören Architektur, Ingenieur- und Bauwesen, Regierung, Industrie (Fertigung, Energie), Gesundheitswesen, Finanzen, Bildung, Medien und Unterhaltung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass fast die gesamte Branche von diesem Wandel betroffen ist.

Bild 2 fehlt

ARCHITEKTUR, INGENIEURWESEN UND BAUWESEN (AEC)

Bild 4 fehlt

GOVERNMENT

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MANUFACTURING

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ENERGY

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HEALTHCARE

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FINANCE

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EDUCATION

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MEDIA & ENTERTAINMENT

IN DIESEM ARTIKEL KONZENTRIEREN WIR UNS AUF DIE FERTIGUNGSINDUSTRIE

Mit Industry 4.0 befinden wir uns an einem Wendepunkt in einer Ära, die große Veränderungen mit sich bringen und einen Auswahlprozess in Gang setzen wird, den es zu bestehen gilt. Dieser Prozess verbindet die Produktentwicklung mit der Produktion, die wiederum von der aktuellen Nachfrage gesteuert wird. Der Wandel geht also weit über die Produktentwicklung hinaus. Er umfasst Bereiche wie Nachfrage, Produktion, Qualitätssicherung, Fehlerbehebung, Verpackung, Entsorgung - und dies ist erst der Anfang. Investitionen in diesem Bereich können Ihnen einen starken Wettbewerbsvorteil verschaffen und teure hausgemachte Fehler wie das BER-Flughafenprojekt vermeiden.

Zukünftig wird der Schwerpunkt der Entwicklung auf 3D-Modellen von modellierten Einzelprodukten liegen, die am Bildschirm zu Baugruppen "zusammengebaut" und dann zu virtuellen Maschinen und weiter zu Produktionslinien montiert werden. Bei den anschließenden Tests können Fehler wie Kollisionen leicht erkannt werden. Das mechanische virtuelle Modell wird dann um elektrische, elektronische, Sensor- und Softwarekomponenten erweitert. Am Ende des Prozesses kann die Funktionalität von Produkten, Produktionslinien, Schiffen, Flughäfen wie in der realen Welt virtuell getestet werden.

Entwicklungen werden beschleunigt und können schneller auf den Markt gebracht werden. Das bedeutet: bessere Endprodukte in kürzerer Zeit, schnellere und effizientere Fehlerbehebung und das alles bei geringeren Entwicklungskosten.

Mit Industry 4.0 Industry 4.0 mit intelligenten, vernetzten Produkten und den intelligenten Fabriken, in denen sie hergestellt werden, stehen wir vor der Vereinheitlichung von Automatisierung und künstlicher Intelligenz. Das bedeutet, dass wir die gesamte Palette der neuen Technologien mit einer einzigen Plattform nutzen können:

  • Ermöglichen Sie es Mitarbeitern an verschiedenen Standorten, während der Arbeitszeit sicher und in Echtzeit zusammenzuarbeiten. Mitarbeiter in den Bereichen Engineering, Fertigung, Architektur, Bildung und Gesundheitswesen verfügen häufig über große, grafikintensive Datensätze, die sicher und in Echtzeit in 3D bearbeitet werden müssen.
  • Außerhalb der regulären Arbeitszeiten kann dieselbe Infrastruktur zur Lösung komplexer, rechenintensiver Aufgaben genutzt werden. Große Unternehmen mit Büros in verschiedenen Zeitzonen können ihre Arbeit mit derselben Infrastruktur von Zeitzone zu Zeitzone verlagern. Die Daten verbleiben sicher im Rechenzentrum oder in der Cloud. Netzwerkgeschwindigkeit und Latenzen werden nicht beeinträchtigt.

Desktop-Virtualisierung bietet eine Möglichkeit, die traditionelle Grafik-Workstation-Hardware und den Standort unabhängig zu machen. Graphics Processing Units (GPUs) bieten eine bessere Leistung und ein besseres Benutzererlebnis mit 3D-Grafiken in virtuellen Umgebungen bei gleichzeitiger Reduzierung der CPU-Last. Bisher wurde jedoch nur mit zwei Varianten jongliert:


  • Variante 1: Hier teilen sich viele virtuelle Desktops GPU-Ressourcen. Obwohl dies kostengünstig ist, bietet es nur eine begrenzte Leistungssteigerung.
  • Variante 2: Hier nutzt jeder virtuelle Desktop einen GPU-Komplettrechner. Dies bringt eine erhebliche Leistungssteigerung mit sich, ist aber mit erheblichen Anschaffungs- und Betriebskosten pro Benutzer verbunden.

DIE 4 NVIDIA-LÖSUNGEN FÜR DIE VIRTUALISIERUNG

Wir möchten Ihnen einen Überblick über die aktuellen Möglichkeiten in der Virtualisierung geben. Derzeit sind 4 Software-Editionen verfügbar, deren Einsatz von den Anwendungen abhängt, die Sie virtualisieren möchten.

Virtuelle Compute Server

Für rechenintensive Server-Arbeitslasten wie künstliche Intelligenz (KI), tiefes Lernen und Datenwissenschaft.

Virtuelle Quadro-Rechenzen-trums-Workstation

Für professionelle Grafikan-wendungen; enthält einen NVIDIA Quadro-Treiber.

GRID Virtueller PC

Für virtuelle Desktops, die Standard-PC-Anwendungen, Browser und Multimedia bereitstellen..


Virtuelle GRID-Anwendungen

Verwendung mit Citrix XenApp oder anderen RDSH-Lösungen wie VMware Horizon Apps.



Virtual Compute Server steht für Anwendungen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz, des tiefen Lernens und des Hochleistungsrechnens. stands for applications in the field of artificial intelligence, deep learning and high performance computing.

Quadro Virtual Data Center Workstation ist für Hochleistungs-Grafikanwendungen wie Rendering, Erstellung komplexer Designs, Inferenz-Workloads mit tiefem Lernprozess konzipiert. Dabei ist es wichtig zu wissen, dass die virtuelle Grafikkarte der physischen in Funktion und Leistung in nichts nachsteht.

Die Virtual PC Edition richtet sich an Standard-Büroanwendungen wie Power Point. Die Anwendungen werden in einer VDI-Umgebung bereitgestellt. Ziel ist die Aufrechterhaltung einer hohen Benutzerdichte auf den Servern bei gleichzeitiger Verbesserung der Leistung und des Benutzererlebnisses für den Benutzer.

Wenn Sie Anwendungen haben, die Sie über Remote-Desktop-Umgebungen wie Citrix Xen App virtualisieren möchten, ist die Lizenz für virtuelle Anwendungen die richtige Wahl.

Aus Erfahrung können wir sagen, dass Kunden im Allgemeinen mehrere verschiedene Anwendungen verwenden. In dieser Hinsicht ist ein Proof of Concept (POC) immer eine gute Idee. Eine Demo-Umgebung ist bei uns erhältlich.

ÜBER DIE AUSFÜHRUNG EINES QUADRO-PROJEKTS FÜR VIRTUELLE DATENZENTREN-WORKSTATIONS

WARUM TRADITIONELLE ARBEITSSTATIONEN NICHT MEHR ZEITGEMÄß SIND

Traditional workstations are expensive. Herkömmliche Arbeitsstationen sind teuer. Die Kosten eines Arbeitsplatzes sind beträchtlich. Ein leistungsstarkes Netzteil, teure CPUs, teurer Speicher, lokaler SSD/HDD-Speicher, eine dedizierte GPU - all dies sind erhebliche Kostenfaktoren. Aber das ist erst der Anfang - Auch der administrative Aufwand für die Software- und Hardware-Wartung ist exorbitant. Stellen Sie sich vor, Ihr Admin oder Ihre Admins rennen in einem weit verzweigten Gebäude von einer Workstation zur anderen, korrigieren Fehler, installieren neue CAD-Software, ersetzen defekte Datenplatten, stellen Daten wieder her, und ihre Designer drehen dabei Däumchen. Weitere Kosten entstehen, wenn viele Daten über das oft langsame Netzwerk vom Zentralspeicher auf die Workstation übertragen oder wiederhergestellt werden müssen.

Traditionelle Arbeitsstationen stehen die meiste Zeit ungenutzt herum. Wenn die Arbeitszeit vorbei ist, verbrauchen sie nur Strom, da sie selten abgeschaltet werden. Im Gegensatz dazu können virtuelle Arbeitsplätze auch nachts weiterarbeiten. Globale Unternehmen können ihre Arbeit auf der gleichen Infrastruktur mit der Sonne von Zeitzone zu Zeitzone wandern lassen. Andere Unternehmen lösen nachts KI- oder rechenintensive Aufgaben, der Tag gehört dann den Konstrukteuren und Wissensarbeitern.

Traditionelle Arbeitsstationen sind unsicher. Da wichtige Daten im gesamten Unternehmen verteilt und oft mehrfach gespeichert sind, können Daten leicht beschädigt werden. Daten können auch leicht auf ausländische Datenträger übertragen und gestohlen werden. Wenn Mitarbeiter Kunden besuchen oder an gemeinsamen Projekten arbeiten, werden vertrauliche, wichtige Daten oft auf schweren, teuren Notebooks gespeichert. Sie wollen sie nicht in der Mittagspause mitnehmen. Es soll zu Datendiebstahl oder zum Diebstahl ganzer PCs gekommen sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass herkömmliche Workstations weder den Anforderungen der Fertigungsindustrie noch denen von Wissensarbeitern entsprechen.

VORTEILE VIRTUALISIERTER DESKTOP- UND WORKSTATION-INFRASTRUKTUREN

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass traditionelle Arbeitsstationen weder den Anforderungen der verarbeitenden Industrie noch denen der Wissensarbeiter entsprechen.
Sogar der reine Kostenvergleich zwischen physischen und virtualisierten Workstations spricht für virtualisierte Workstations.

  1.  Optimierte Lizenznutzung (Verteilung nach Bedarf/Kosten).
  2.  Kosteneinsparungen durch längere Nutzungszeiten der Endgeräte
  3.  Zentralität - Datenverwaltung - Datensicherheit - Updates
  4.  Mobile Arbeitsplätze (Home Office, Büroarbeitsplätze über preiswerte Endgeräte - Durch den Server mit den virtuellen Arbeitsplätzen bleiben die Daten immer im Rechenzentrum oder in der Cloud).
  5.  Optimierung der Ladezeit (10 bis 400 Gbit/s)
  6.  Reduzierung des administrativen Aufwands um ein Vielfaches durch zentrale Updates etc.
  7.  Einsatz neuer KI-Techniken, wie z.B. virtuelle Zwillinge, Mustererkennung, etc. - unerlässlich für das Überleben der Unternehmen.
  8.  Die extreme Leistungsfähigkeit von GPU-Prozessoren hängt von einer hohen Datenversorgung bei geringer Latenzzeit ab. Bisherige Speichersysteme können dies nicht erreichen. Wenn Sie in neue Speichertechnologie für den KI-Sektor investieren, achten Sie bitte darauf, dass nur SSDs verwendet werden. In vielen Fällen werden dies NVMe-SSDs sein, die unter Umgehung des langsamen PCIe-Busses direkt mit dem Datenspeicher Daten austauschen. Netzwerkverbindungen sollten vorzugsweise über Infiniband (IB) angeschlossen werden, da dies die höchsten Übertragungsraten mit der geringsten Latenz kombiniert. Auf diese Weise holen Sie das Beste aus Ihrer Infrastruktur heraus. Hochleistungs- und Festplattenlaufwerke sollten von nun an getrennte Wege gehen.
  9.  Kosteneinsparungen durch Nutzung der Server für rechenintensive Aufgaben (Rendering, KI) außerhalb der regulären Arbeitszeiten. International tätige Unternehmen könnten ihre Arbeit von Zeitzone zu Zeitzone verlagern und so rund um die Uhr auf einer Plattform kostengünstig Entwicklungen durchführen und als erste mit neuen Produkten auf dem Markt sein.

Im Laufe unseres Beitrags konnten wir Ihnen bereits viele wertvolle Informationen liefern, aber Sie fragen sich sicher, was Sie sich dabei denken: Wie funktioniert ein solches Projekt? Deshalb möchten wir Ihnen im folgenden Zeitplan die einzelnen Schritte näher bringen:

Zeitplan: "Wer nicht mit der Zeit geht, geht mit der Zeit" (Schiller)

  1.   Kontakt
  2.   Analyse Ihrer CAD/CAE-Umgebung
  3.   Konfiguration Ihrer Hardware
    •   mit einer ersten Budgetkoordination mit konstanter Kostentransparenz
  4.   Vierwöchige Testphase zur Bewertung der Notwendigkeit von Virtualisierung
    •    immer individuell für Ihre Konstruktion
  5.   Angebotserstellung & Auftragsabwicklung
  6.  Bewertung des POC - Übergang zum Echtbetrieb
    •   gesichert durch die POC-Einstellungen
  7.   Aufbau langfristiger Geschäftsbeziehungen durch Unterstützung Ihres Lebensumfelds oder Abschluss des Projekts
    •   Sie haben immer die Kontrolle und entscheiden, wie wir weitermachen

Wir danken Rainer Schittek , IT-Leiter von PurPlan, für die Weitergabe seiner Erfahrungen bei der Umstellung der Entwicklungs- und Konstruktionsabteilung von PurPlan auf virtualisierte Werkzeuge, die er in der Zusammenarbeit mit uns und MuM gewonnen hat.

Wir sind leider am Ende unseres Artikels angelangt und hoffen, Ihnen einen Überblick über eine sich rasch entwickelnde Technologie gegeben zu haben. Bitte zögern Sie nicht, uns für weitere Informationen und Erklärungen zu kontaktieren.

Wir möchten Ihnen den zeitlichen Rahmen für die Durchführung eines solchen Projekts nennen, das für Sie sicherlich interessant und nützlich sein wird. Die Festlegung eines Zeitrahmens hängt sehr stark von der bestehenden Infrastruktur und der bereits eingesetzten Virtualisierungstechnologie ab.
Zu den wesentlichen Faktoren gehören die Qualität der bestehenden Netzwerkstruktur, die verfügbare Stromversorgung, der verfügbare Rackplatz und der Informationsfluss des Kunden (IP-Adressen, Ansprechpartner, etc.). Unter optimalen Bedingungen kann ein Projekt innerhalb von 2-4 Wochen abgeschlossen werden.

Wir danken Ihnen für Ihre Zeit. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie Beratung benötigen. Damit Sie nicht die Katze im Sack kaufen müssen, bieten wir Ihnen Testinstallationen (Proof of Concept) an, bei denen wir Lösungen direkt in Ihre Infrastruktur integrieren. Das gibt Ihnen Entscheidungssicherheit.

Fragen Sie die Profis - Wenn Sie Fragen haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

PURPLAN-Erfolgsgeschichte (Kunden-Feedback)

Rainer Schittek, Leiter IT und EAP von PurPlan


Hallo, mein Name ist Rainer Schittek, ich bin der IT- und EAP-Manager bei der Firma PurPlan und verantwortlich für die Unternehmensvirtualisierung. Die Firma PurPlan ist ein mittelständisches Anlagenbauunternehmen mit Schwerpunkt in der chemischen Industrie, insbesondere im Bereich Polyurethan. Das heißt, wir planen und bauen Anlagen. 80% des Umsatzes werden weltweit erzielt, 20% im DACH-Gebiet.

PurPlan verfügte über eine relativ große und umfangreiche Planungs- und Konstruktionsabteilung. Im Rahmen einer organisatorischen und strukturellen Veränderung wurde die Konstruktionsabteilung dezentralisiert und in unsere Projektteams integriert ausgelagert.

Daraus ergaben sich wesentliche Veränderungen und neue Anforderungen an die Konstruktionsabteilung. Die wichtigsten Anforderungen sind:

  • Mobiles Arbeiten (auch mit großen Datenmengen)
  • Optimiertes Lizenzmanagement, weg von der starren 1:1-Zuordnung von Lizenz, Arbeitsplatz und Benutzer
  • Reduzierung des Verwaltungsaufwands für die Unterstützung von CAD-Software
  • Zentrale Datenspeicherung


Ein sehr naheliegender Lösungsansatz war die Desktop-Virtualisierung, die wir bereits in der ERP-Umgebung einsetzen und die sich sehr gut bewährt hat. Mit der klassischen Desktop-Virtualisierung lassen sich aber auch die notwendigen Daten für den CAD-Bereich erzeugen. Grafikdienste, nicht bereitstellen.

Eine intensive Suche nach Anbietern führte zu folgendem Ergebnis:

Es gibt technische Lösungen und auch entsprechende Dienstleister für die Virtualisierung, jedoch ohne das Know-how im CAD-Bereich. Potentielle Anbieter haben immer versichert, dass es überhaupt kein Problem ist, unsere Anforderungen zu erfüllen und dass man natürlich gerne mit unserem CAD-Betreuer für Mensch und Maschine zusammenarbeitet, aber keiner der potentiellen Anbieter konnte Referenzen für ein ähnliches Projekt vorweisen.

Eine zwingende Vorgabe war und ist für uns, die gewünschte Lösung aus einer Hand zu erhalten, d.h. inklusive der Komponenten Hardware, Virtualisierungssoftware und CAD-Konfiguration. In dieser Situation boten sich Mensch und Maschine gemeinsam mit dem Partner sysGen an, genau diese Lösung zu liefern. Da wir im CAD-Bereich seit mehr als 10 Jahren sehr gut mit Mensch und Maschine zusammenarbeiten, haben wir uns für diesen Weg entschieden.

Nach intensiven Diskussionen wurde die folgende Lösung von allen Seiten akzeptiert:
Schritt 1: Machbarkeitsstudie (POC).
Schritt 2: Mit erfolgreicher POC, Auftragsvergabe und Realisierung.

Die POC-Phase ermöglichte es uns, das System in unserer Umgebung zu testen, und darüber hinaus gewannen wir viele hilfreiche Informationen, um ein für uns optimales System zu erstellen und zu erwerben. Dabei wechselten wir z.B. von den ursprünglich geplanten Dell-Rechnern zu den von sysGen favorisierten Supermicro-Servern. Unser Ansatz zeigte auch sehr deutlich, wie eng die Komponenten Hardware/Virtualisierung und CAD-Anwendung miteinander verzahnt sind und zusammenwirken. Durch die sehr enge Zusammenarbeit von MuM und sysGen traten die üblichen Probleme und Diskussionen zwischen den Komponentenlieferanten nicht auf, und statt des üblichen Hin- und Herspiels der Verantwortung für Probleme wurde eine sehr schnelle und effektive Endlösung gefunden.

„Es war schon sehr anspruchsvoll, aber wir haben schnell den Punkt erreicht, an dem wir echte Fortschritte gemacht haben“ Rainer Schittek

Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass wir nach der Installationsphase, während des Live-Betriebs, immer noch einen Partner haben, der uns bei Problemen und Optimierungen schnell und effektiv unterstützt.

„Mein Resümee: Ich muss sagen, die Funktion ist gut und wir haben jetzt erhebliche Vorteile bei der Standardisierung“ Rainer Schittek


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