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集群渲染系统

 
 
 
基本原理 ｜ 应用特性 ｜ 应用流程 ｜ 硬件配置
 
一、为什么需要集群渲染
　　 当今的后期制作已离不开特效的支持。后期制作部门面对观众俞加苛求的挑战。艺术家们不仅需要在每个项目上追求创新，并且需要解决实现复杂特效的快速工具；即使最绚丽的特效，在交付期结束前若不能递交将没有任何市场价值。Render Farm（集群渲染）是实现高效渲染的解决方案。
　　 应用于电影电视、CG行业的Render Farm不仅可以渲染三维场景，而且可以渲染如AE、Digital Fusion、Combustion、Shake等多种操作系统下的合成软件场景，用来解决长时间的图像渲染问题。大型的特效制作因工期的需要均离不开集群渲染，如Weta制作的《魔戒》三部曲，在制作时运用了近200台的SGI服务器，以及15台IBM集群服务器进行24小时的不间断运行，用于处理三维、特效制作需要长时间渲染的图像。
二、集群渲染的概念
　　 Render Farm（渲染农场）是“分布式并行集群计算系统”的通俗叫法，利用连接在网络中的多台渲染节点通过管理服务器和管理软件分发任务来达到批量运算的目的。它使用主流的专业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力，利用多台计算机的集群计算能力来减少渲染时间，类似“人多好干活”的道理。其中，易管理、可监控、计算容错、安全数据处理、多任务是实现集群效率的关键。
三、按需部署的集群渲染
　　 灵活的集群渲染并不意味着大笔的资金，渲染节点的概念并不局限特指高端的计算服务器，除了需要采购全新的高性能渲染服务器外，晶蓝的“按需部署”将为您推荐最合理的部署模式。我们把需要承担任务的渲染节点称为农场里的“农夫”，在农忙的时候，家里的仆人也可以临时承担农夫的工作，若仆人能够胜任，“主人”没有必要另外花钱雇佣更多的“农夫”。事情的关键是：“主人”急于在暴雨来临之前完成收割，如何给每个“农夫”合理分配任务，如何监控偷懒的“农夫”，如何发现因生病不能干活的“农夫”并将他的任务分给其他“农夫”，如何将闲置的“仆人”也加入收割行列……此时，有效的管理是提高效率的重点。“按需部署”的集群渲染方案注重效率与预算的平衡，有效管理和合理流程是实现“按需部署”的显著特点。
四、效率的体现
　　 ·多颗多核处理器的密集式服务器渲染节点将计算能力发挥至极至；
　　 ·满足高速带宽的任务分发管理中心；
　　 ·支持多应用，需要复杂运算的场景统一部署；
　　 ·兼容多操作系统、多软件；
　　 ·实时监控渲染动态，随时调整任务；
　　 ·数据共享；
　　 ·易操作、易管理；
　　 ·稳定性，安全的数据与足够的网络带宽环境；
　　 ·单机具备升级空间，系统具备扩容性；
“没有渲染集群的帮助，观众可能需要200年才能看到《星战-3》这部影片。”
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ——乔治.卢卡斯
应用特性

集群渲染硬件必须有效地管理才能发挥最大的威力，渲染管理软件保证用户通过网络分发和回收任务，并通过网络全面监控渲染接点状态。目前主流的渲染管理软件包括Virtual Vertex Muster、Frantic Films Deadline、Pixar Renderman、Pipeline FX Qube!等，它们都可以实现不同项目文件的渲染管理，可以在管理节点或者客户端通过图形用户界面进行及时的监视和修改，用以达到提高工作效率的目的。根据不同的软件规模和设计目标，其中安装和管理设置较复杂是渲染管理软件的一个特点。
接好的Render Farm具备以下特点：
1、动态。用户可以从render farm上连接或断开机器，不需要停下你的渲染程序。 管理软件将认可每个在FARM上的修改，并透明地记录活动的渲染。
2、多平台。支持多平台的渲染客户端。服务器端与客户端可以安装在不同的平台上。
　　　·Windows XP/2000/2003
　　　·Linux
　　　·Apple MAC OS
3、多引擎。
　　　·Autodesk Maya
　　　·Cinema 4D
　　　·Softimage|XSI
　　　·Newtek Lightwave 3D
　　　·3D Studio Max
　　　·Apple Shake
　　　·Adobe After Effects
　　　·Digital Fusion
　　　·Combustion
　　　·Alias Studio
　　　·Mental Ray for Maya or Standalone
4、单图象限制。可以使用某些引擎的区域渲染功能，通过几台机器分别进行同一个图像的渲染。
5、操作界面简单，直观，界面完全图形化。
6、可在任意一台有授权权限的工作站端随时增加或移除各节点渲染任务，或者利用软件提供的分组功能，可以同时进行多个项目的同时进行。
7、监控手段丰富，能够随时查看渲染的状态，以便合理安排工作时间。提供任务的优先级制度，软件会先渲染优先级别高的任务，渲染完成后能够自动按照队列进行渲染，不需要人工参与；自动跳开故障节点，动态地将其任务分配给正常节点，不需要手动处理。
应用流程
1、文件管理服务器拥有最大的管理员权限，有授权权限（可根据用户要求设置）的任意一台工作站可通过管理中心向渲染接点分发任务，并通过管理中心回收任务；
2、若集群渲染的规模较小（少于20个渲染节点），分发管理服务器同时可兼做文件存储系统，配备冗余阵列，网络接口冗余以及电源冗余保证稳定性；
3、对于大型的集群项目，可通过增加网络NAS存储来分配带宽，以免网络塞车造成瘫痪；
4、对于网络中闲职的工作站，可随时分配其渲染任务，提高效率；
5、渲染队列可通过授权权限的任意工作站进行更改、优先顺序并实时监控；
6、当某一台节点出现故障时，其他节点智能接收任务，保证渲染不会中断，无须手动；
7、渲染进行中或完成后，通过渲染日志查看任务执行情况；
8、数据冗余阵列因某块硬盘坏掉时，存储系统自动报警，数据不会丢失，可在热工作状态中，更换故障硬盘；所配冗余阵列后台自动重建，无须停止工作；
9、数据共享，后期部门可直接调取渲染素材用于合成。

硬件配置：
1、文件管理服务器拥有最大的管理员权限，有授权权限（可根据用户要求设置）的任意一台工作站可通过管理中心向渲染接点分发任务，并通过管理中心回收任务；
2、若集群渲染的规模较小（少于20个渲染节点），分发管理服务器同时可兼做文件存储系统，配备冗余阵列，网络接口冗余以及电源冗余保证稳定性；
3、对于大型的集群项目，可通过增加网络NAS存储来分配带宽，以免网络塞车造成瘫痪；
4、对于网络中闲职的工作站，可随时分配其渲染任务，提高效率；
5、渲染队列可通过授权权限的任意工作站进行更改、优先顺序并实时监控；
6、当某一台节点出现故障时，其他节点智能接收任务，保证渲染不会中断，无须手动；
7、渲染进行中或完成后，通过渲染日志查看任务执行情况；
8、数据冗余阵列因某块硬盘坏掉时，存储系统自动报警，数据不会丢失，可在热工作状态中，更换故障硬盘；所配冗余阵列后台自动重建，无须停止工作；
9、数据共享，后期部门可直接调取渲染素材用于合成。
分发管理服务器
超毅RenderMaster-A AMD Quadcore 1、4U机架式服务器
2、标配两颗AMD Opteron 2210双核心处理器（可升级AMD未来的4核心处理器）
3、Broadcom BCM5785芯片组
4、标配2GB(2x1GB) PC-3200 DDR 2-667 ECC REG内存，最大支持32GB
5、系统盘为160G的IDE硬盘
6、基于RAID CORE的2.56TB容量RAID-5素材盘（8*320G SATA 2），数据冗余保护
7、Two Intel i82541PI GbE LAN controllers千兆以太网口（支持绑定冗余）
8、集成XGI Volari Z7视频控制器(16MB显存)
9、4个USB端口
10、1条64位 PCI-X100/133MHz插槽，4条32位 PCI 33MHz插槽，1个TARO SO-DIMM插槽
11、650W2+1冗余电源（热切换）。 		说明：
　　集群渲染的管理中心，承担分发和回收的指挥作用，并承担网络数据的安全存储功能。具备数据冗余、网口冗余、电源冗余等特点，保证其最稳定的特性。
集群渲染节点
超毅 RenderNode-I Intel QuadCore 1U机架式服务器，标配两颗Intel Xeon 5130双核心处理器（可升级Intel 双颗53xx 4核心处理器），单节点4核心处理器，每颗处理器2核心共用4M二级缓存。
　　 1333MHz前端总线，Intel? 5000V 芯片组，集成IDE、SATA端口，Intel Gigabit from ESB2 双口千兆以太网卡，标配2GB(4x1GB) FBD DDR 2-667 内存，支持高级ECC和在线备援，(2) PCI-E x8 slots (1) PCI-X 64-bit 133/100MHz slots (2) PCI 32-bit 33MHz, 80G SATA-2 3Gb/S硬盘，集成XGI Volari? Z7 视频控制器(16MB显存)，4个USB端口，可容纳4块SATA硬盘，Winbond W83793G硬件监控，300W 电源。
 说明：
　　高性能计算的执行者，共四个核心的处理器保证计算快速运行，至少2GB的服务器ECC容错校验内存，支持多操作系统。保证高效稳定的计算能力。
超毅RenderNode-AQ AMD QuadCore 1U机架式服务器，标配两颗AMD Opteron 2212双核心处理器（可升级AMD未来的4核心处理器），单节点4核心处理器，每颗处理器拥有2M二级缓存。支持AMD Hyper-Transport超传输总线技术和AMD64，1024MHz前端总线，Broadcom BCM5785芯片组，集成IDE、SATA端口，Broadcom 2 ports Gigabit LAN双口千兆以太网卡，标配2GB(2x1GB) PC-3200 DDR 2-667 ECC REG内存，支持高级ECC和在线备援，两路交错，(2) PCI-E x16 slots (each with x8 signal) (2) PCI-X 64-bit 133/100MHz slots (1) PCI-X 64-bit 100MHz slot (1) PCI 32-bit 33MHz v2.3 compliant slot (1) Tyan TARO? SO-DIMM socket, 80G SATA-2 3Gb/S硬盘，集成XGI Volari Z7视频控制器(16MB显存)，4个USB端口，可容纳4块SATA硬盘，300W冗余电源。 AMD超传输总线技术，两路CPU直连，双路交叉火力；直连内存控制器。
超毅RenderNode-SP QuadCore 在多颗多核的服务器架构上配备nVidia Quadro FX专业显卡 2U规格，特殊渲染器如Gelato支持。支持CPU+GPU运算提升节点渲染能力

其他

网络交换机 依需求配置  
KVM切换 依需求配置
标准机柜 依需求配置
网络线缆等其他 依需求配置
UPS电源 视需求而定
 
 
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