Virtuelle Desktops im Zeitalter der Grafik-Virtualisierung

Verfasst von Dennis Kröker am 03.07.20 12:21
Dennis Kröker

Auch wenn Corona viele Schwierigkeiten und Herausforderungen mit sich gebracht hat, so hat es doch vielen Unternehmen und Mitarbeitern beim Thema New Work zu einer neuen Sichtweise verholfen. Im Homeoffice sind die Mitarbeiter genauso produktiv wie in der Firma und können ihre Arbeitszeiten zusätzlich ggf. besser an ihre Bedürfnisse anpassen und sind damit zufriedener. Allerdings ist auch die Technik ein entscheidender Erfolgsfaktor. Besonders grafikintensive Anwendungen können beim Einsatz von Laptops und/oder mobilen Endgeräten, schnell ins Stocken geraten. Darunter leiden dann die Effizienz und die Stimmung. Eine Lösung könnte hier Grafik-Virtualisierung lauten.

Der neue Standard…

Grafik-Virtualisierung mit NVIDIA Grid oder AMD MxGPU wird gerade immer beliebter, denn sie sorgt für einen reibungslosen Ablauf, egal wo man seinen Arbeitsplatz errichtet. Die Technologie, die bereits seit 2013 mit dem Citrix XenServer 6.2 Service Pack 1 released wurde, entwickelt sich heute mehr und mehr zu einem De-Facto-Standard für neue und bestehende Citrix-Infrastrukturen. Dabei werden Grafikkarten mittlerweile häufig von vorneherein in neuen Servern verbaut, um von der 3D-Beschleunigungen zu profitieren. Insofern es technisch möglich ist, werden sie selbst in bestehende Server nachgerüstet.bb_grafikvirtualisierung_1

Was macht die Technologie so interessant?

Es gibt eine Reihe an Anforderungen und Anwendungen am Arbeitsplatz, die zunehmend Grafikleistung erfordern. Im folgenden Text möchten wir die User in drei Kategorien einteilen. Angefangen mit dem Standard-Task-Worker bis hin zum High-End CAD-Anwender.

Gestiegene Anforderungen an den einfachen virtuellen Desktop: Der Standard-Task-Worker.
Der gewöhnliche Anwender benötigt heute häufig 3D-Grafikleistung zur Ausführung seiner täglichen Aufgaben. Dazu gehören beispielsweise folgende Anwendungen:

  • Browser I Chrome I Firefox und HTML5-Inhalte im Allgemeinen
  • Windows Presentation Foundation (WPF = Die grafische Oberfläche des Windows Betriebssystems und dessen Anwendungen)
  • Vermehrte Videowiedergabe (z.B. zu Lernzwecken)
  • Beschleunigung des Office-Pakets (z.B. Inhalt in PowerPoint Präsentationen)
  • Neue Anwendungen werden ebenfalls zunehmend grafikintensiver

Auch Browserinhalte sind heute multimedial. Es laufen in HTML5 eingebettete Videos, Werbung und Audio. All das muss gerendert und dargestellt werden. Ohne eine Grafikkarte im Server, ist die Performance meist schlecht und der Server muss auf seine CPU-Ressourcen ausweichen. Das senkt letztendlich die Anzahl der Benutzer pro Server und die allgemeine Leistung des virtuellen Desktops wird schwächer.

Der Medium-Workload Desktop

Bei diesem User kommen z.B. Anwendungen wie Google Earth, High-Definition-Videowiedergabe oder Adobe Bildbearbeitungsprogramme zum Einsatz. Alle Anwendungen profitieren von der Rechenleistung der Grafikkarte. Typische Anwendungen sind hier:

  • Google Earth
  • VLC Media Player / Videowiedergabe in 4K / Full-HD
  • PowerPoint-Präsentationen mit multimedialen Inhalten
  • Adobe Creative Cloud
  • Betrachten bzw. Laden von komplexen CAD-Zeichnungen oder komplexen Bauzeichnungen

Der High-End CAD-Anwender

Statt in neue CAD-Workstations zu investieren, wählen Kunden oftmals lieber den Weg einer virtuellen Workstation. Innerhalb des Desktops befinden sich dann z.B. folgende Anwendungen:

  • AutoCAD
  • CATIA
  • NX
  • Allplan
  • EPLAN
  • Solid Edge
  • SolidWorks

Investition in einen virtuellen Arbeitsplatz…

Die Vorteile eines virtuellen CAD-Arbeitsplatzes liegen auf der Hand:

  • Zumeist schnellere Ladezeiten von großen CAD-Zeichnungen, da die Anbindung an den Dateiserver innerhalb des Rechenzentrums mit 10Gbit/s und mehr zur Verfügung steht.
  • Höhere Datensicherheit Ihrer Entwicklungsdaten (denn die Datenhaltung verbleibt im RZ).
  • Der Datenabfluss beim Off-Boarding von Mitarbeitern wird verhindert.
  • Es entsteht ein attraktiver Arbeitsplatz.
  • Bereits in Pre-Sales Gesprächen können virtuelle 3D-Begehungen oder 3D-Zeichnungen und erste Entwürfe beim Kunden präsentiert werden.
  • Der Wartungs- und Pflegeaufwand für die CAD-Desktops verringert sich, durch Klonen der Desktops und Single-Image-Management.
  • Einfache VM-basierte Datensicherung (Virtual Machine Backup).
  • Schulungsumgebungen, die 3D-Anwendungen erfordern, können virtuell bereitgestellt werden.
  • Der CAD-Desktop ist jederzeit und überall abrufbar.

Wie sieht unsere Lösung dafür aus?

Bei allen Herausforderungen sieht unsere Lösung zunächst immer ein Proof of Concept vor. Dazu wird unser eigener 3D-Server genutzt, der eine aktuelle NVIDIA Tesla T4 GNVIDIArafikkarte beinhaltet. Diese Grafikkarte unterstützt alle aktuellen Videocodes und findet auch in der Praxis häufig ihre Anwendung. Somit testen wir Ihr Anliegen direkt mit der Hardware, die ggf. später auch gekauft wird.

Innerhalb des Proof of Concepts implementieren wir unseren 3D-Server in die vorhandene Kunden-Infrastruktur und installieren dann die gewünschten 3D-Anwendungen auf dem virtuellen Desktop. Abschließend führen wir gemeinsam Tests und Benchmarks durch, um festzustellen wie hoch die Grafikanforderungen der Anwendungen wirklich sind. Sie erhalten damit dann eine Grundlage für die spätere Anschaffung der benötigten Server und Grafikkarten.

Während der Benchmarks führen wir auch Belastungstests sowie detaillierte Analysen durch inwiefern die CPU oder die GPU belastet wird. Weiterhin prüfen wir die Schnittstellen und API-Zugriffe (DirectX, OpenGL, CUDA) sowie die FrameBuffer-Auslastungen, um darauf basierend ein Anforderungsprofil zu erstellen mit dem wir anschließend die für den Kunden richtige Hardware einplanen können.

Unseren Server können Kunden über einen Zeitraum von 4 Wochen testen. Wenn Sie Interesse an einem Test und/oder einer vorhergehenden Beratung haben, kontaktieren Sie uns gerne!

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Themen: citrix, new work