1. No category

GPU仮想化で
CAD環境が
ガラリと変わる！
コスト削減、
ワークスタイル変革を推進する
次世代「CAD on VDI」
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■■■■■■■■■■■■■■■■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■■ ■■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
■ ■■■ ■■ ■■ ■■■ ■■ ■■■ ■
C
AD の世界において、ワークステーションに代わる新しいプラット
フォームが登場した。
「CAD on VDI」
。それは仮想化技術を搭載
した GPU（Graphics Processing Unit）
、仮想化インフラ、
IBM のサーバーという組み合わせが実現した次世代の開発
環境である。CAD on VDI（デスクトップ仮想化
環境）にはさまざまなメリットがある。コスト削減効
果だけでなく、業務の効率化やワークスタイル変革の
促進も期待できる。そのハイパフォーマンスは、IBMの
実施したデモやベンチマークなどで確かなものとなった。
コスト削減、
ワークスタイル変革を推進する
次世代「CAD on VDI」
CAD 用ワークステーションの
課題に解決策を示す
「CAD on VDI」
ションの低稼働率、オンサ
今、CADの世界に大きな変化の波が
これらの課題に対して
押し寄せようとしている。CADのプラッ
「CAD on VDI」
は、抜本的
（図 1）メジャーな CAD ベンダーが次々と
仮想化環境に対応する姿勢を打ち出した
イトでのサポート負荷と
いった課題があった
（図2）
。
トフォームとしてはメインフレーム、
な解決策を提示している。
UNIXマシンが一般的だった時代を経て、
しかも、これまでできなかっ
1990年代後半からは Windowsワーク
たさまざまなことが可能に
ステーションが主流になった。以来、15
なる。ワークステーション
年以上にわたり、CADのプラットフォー
固有の制約からの解放は、
ムについて大きな変化は起きていない。
開発現場にワークスタイル
そんな中で、次の大きな潮流が見え始
変革をもたらすだろう。
クの構造の違いがもたらす効果が挙げら
めている。それが GPU 仮想化である。
CAD 仮想デスクトップ環境のイメー
れる。現状では、初期データをファイル
15 年の間に進んだネットワークの広帯
ジを示したのが図3である。従来は個々
サーバーからワークステーションにダウ
域化は目を見張るものがある。仮想化技
のワークステーションが担っていた機能
ンロードするのに10 分、20 分を要する
術は近年、目覚ましい進化を遂げている。
は、データセンター（またはサーバールー
という職場も少なくない。その日の仕事
加えて、
メジャーな CADベンダーが次々
ム）内のサーバーが肩代わりする。サー
が終われば、ワークステーションから
と仮想化環境に対応する姿勢を打ち出
バーが実行する機能は、画面イメージを
CADデータを消去するというセキュリ
している。
圧縮した形でクライアントへと転送され
ティー上のルールを定めている企業もあ
2013 年 6月、米国のソフトウェア会
る。CPUやメモリー、GPUなどのリソー
るが、
「いちいち消すのは面倒」とローカ
社である PTC は「PTC Creo」が仮想
スはプール化され、全体として複数ユー
ルに置いたままにしているユーザーも少
デスクトップ環境に対応することを発
ザーの要求に対応するという形になる。
なくないのではないだろうか。
表した。その仮想環境は、以下のよう
な組み合わせだ。サーバーは IBM の
「iDataPlex dx360 M4」
、仮想プラッ
トフォームは Ci t r i x の「X e n S e r v e r」
「XenDesktop」
「HDX 3D」
、グラフィッ
クカードはNVIDIAの
「GRID K2」
（後述）
。
続いて、ダッソー・システムズも Solid
Worksで同じ方向性を明らかにした。仮
想化環境で CADを利用するための要素
こうした状況は CAD on VDIによって
データセンター内のデータ移動
WANを経由しないから高速
の初期データがダウンロードされる先は、
CAD on VDIにはさまざまなメリット
VDIサーバー上の仮想マシン。データセ
がある。まず、システムおよびネットワー
ンター内でのデータ移動なので、LANや
（図 2）ワークステーションを取り巻く課題を VDI化が解決
CAD用ワークステーションは「経営」
「ユーザー」
「管理者」の視点から
下記のような課題を抱えていませんか？
機密データの情報漏洩対策
CADプラットフォームが生まれようとし
ているのである
（図1）
。
レイアウトチェンジが困難
ンの利用環境にはいくつかの課題があっ
3D-2D変換など重い処理実行中の
待機時間削減
た。
経営にとっての重要課題は、
機密デー
海外など遠隔地拠点からの快適なCAD活用
利用環境の課題
騒 音
事業継続性という観点でのリスクもあ
熱
る。また、ユーザーや管理者にとっても
ユーザー
ワークステーションの
稼働率向上
取引先にあわせた複数CADの
管理を省力化したい
オンサイトのサポート負荷
設置場所
ティー上好ましいものではない。同時に、
レイアウトチェンジが困難、ワークステー
運用管理面の課題
震災時の業務停止/計画停電によるビジネス損失
これまでの CAD 用ワークステーショ
ローカルで管理される状態は、セキュリ
セキュリティーの課題
経営者
は着実に揃ってきた。15年ぶりに新たな
タ漏えいのリスクだろう。CADデータが
大きく変わる
（図３）
。ファイルサーバー上
事業部ごとの
利用時期の
違いの吸収
各ワークステーションへの
ソフトウェア配布・
バージョンアップの手間
管理者
コスト削減、
ワークスタイル変革を推進する
次世代「CAD on VDI」
（図 3）CAD仮想デスクトップ環境のシステムイメージ
「CAD 仮想デスクトップ環境」とは、
個々のワークステーションで実行していた機能をDC内の
サーバーの仮想マシン上で実行、
画面転送によってユーザーにワークステーション機能を提供する
Desktop
WANを経由するよりもはるかに高速だ。
ダウンロードにかかる時間は桁違いに短
縮される。VDIクライアントには画面イ
メージが表示されるだけなので、CAD
画面のみ転送
Mac
Chrome OS
Microsoft Windows
Mobile
データはセンターの外に出ることはない。
こうしたセキュアな環境は、海外拠点
iOS
からの利用にも適している。近年は海外に
Android
生産拠点を設置する日本企業も目立つだ
Windows Mobile
けに、そのセキュリティー対策として CAD
オフィス/遠隔拠点
Intranet/
Internet
Citrix
HDX
GPU
GPU
XenServer V6
データセンター/サーバールーム
・DC内に設置したサーバー上の仮想マシンでCAD実行
・画面イメージを圧縮して端末へ転送
の仮想化は有力な選択肢になるはずだ。
う。CADプラットフォームの刷新は、
ワー
遠隔地でも CADデータを容易に活用す
事業継続性の強化と
コラボレーション、ワークスタイル
変革、管理負荷の軽減
ることができる。たとえば、本社の会議
CAD on VDIの効果はほかにもある。
における管理の対象は多拠点に分散し
室で CADのプレゼンテーションを行う
CADを利用する場所の制約がなくなる
たワークステーションから、データセン
際、従来は煩雑な準備作業が必要だっ
ことで、事業継続性を高めることができ
ターに置かれたサーバーへと変わる。こ
たが、CAD on VDIならネットワークに
る。ワークステーションが設置された開
の一元管理が業務の効率化をもたらす。
接続するだけで簡単に臨場感のある説
発拠点に比べて、データセンターははる
明ができる。
かに堅牢なファシリティーを備えている。
クライアントを CAD 専用とする必要
大災害時でもセンターの機能は維持され
CAD on VDIがもたらす
コスト削減へのインパクト
もないので、CAD 以外のさまざまなア
る可能性が高く、そこにネットワーク経
おそらく、最もインパクトが大きいの
プリケーションとつないで使うこともで
由でつながれば、ユーザーはどこからで
はコストメリットだろう。CAD on VDIに
きる。クライアントの用途の自由度が高
も利用することができる。
より、従来よりも少ない投資でより強力
まり、業務効率の向上につながる。
スペースの有効活用というメリットも
な CADプラットフォームを実現することが
一方、サーバー側リソースの用途につ
ある。これまでワークステーションが占
できる。そのプラットフォームを構成する
いても自由度が高まる。通常、CAD専用
拠していた場所に余裕が生まれ、空きス
のが、前述した IBMのサーバー「iData-
ワークステーションは夜間はほとんど利
ペースをコミュニケーション環境として
Plex dx360 M4」
、Citrix の仮想化イ
用されておらず、昼間でもユーザーが張
利用し職場の活性化を図ることもできる
ンフラ、NVIDIA の「GRID K1/K2」で
り付いている時間は限られる。1台のワー
だろう。
ある。
クステーションが1日平均6時間使われた
また、CADデータは下流工程でも利
NVIDIAの GRID K1と GRID K2は、
としても、稼働率は25％にすぎない。
用しやすくなる。スマートデバイスを用
GPU 仮想化を可能にするグラフィック
仮想化によってサーバー側リソースを
いて、製造ラインでも手軽に設計情報を
カードである。仮想マシンと GPUを1対
プール化すれば、現状の低い稼働率を
確認しながら業務を進めることができ
1対応させる
「GPUパススルー」
という使
大きく向上させることが可能だ。たとえ
る。営業担当者は顧客に対して動きのあ
い方だけでなく、複数の仮想マシンを1
ば、従来のようなワークステーションが
る CAD 画面を見せながら、より効果的
つの GPUで 処 理する
「GRID vGPU」
分散する環境では、CAEのような HPC
なプレゼンテーションを行うこともでき
（ハードウェアによる GPUの仮想化）
、
用途でマシンを使うのは難しかった。
るだろう。
「GPUシェア」
（ソフトウェアによる GPU
個々のワークステーションのパワー不足
さらに CAD on VDIとモバイル端末
の 仮 想 化 ）を実現することができる。
のためである。これに対して、リソース
などを組み合わせることで、全社的な
GRID vGPUは1GPU当たり最大8のユー
プールとしての高集積サーバーは HPC
CADデータの利用が進む。部門横断的
ザー数、GPUシェアは同じく16 以上の
プラットフォームとしても利用できる。
なコミュニケーションやコラボレーショ
ユーザー数に対応することができる。
夜間に CAEを動かすといった使い方に
ンにより、業務効率の向上だけでなく、
Citrix の仮想化インフラは GPUパス
より、稼働率の向上にも役立つだろう。
イノベーションの促進も期待できるだろ
スルーと GRID vGPU、GPUシェアに
また、業務効率面での効果も大きい。
開発拠点から離れた本社オフィスなど、
クスタイル変革への道でもある。
そして、管理負荷の軽減。CAD 分野
コスト削減、
ワークスタイル変革を推進する
次世代「CAD on VDI」
（図 4）ワークステーションと K2の描画性能比較 (Pro/E)
対応している。そして、IBMの iData-
SPECviewperf ® 11 proe-05のスコア
速い
Plex dx360 M4は2Uのハイパフォー
マンスサーバーで、GRID K1/K2 のみ
ならず infiniBand FDRや１０Gイーサ
120
100
80
などもサポートしている。
以上のような要素で構成されるプラッ
60
トフォームのコスト優位性は、IBMによる
40
デモおよびベンチマークでも確認されて
いる。結 論から言えば、1台の iData
20
Plex dx360 M4（GRID K2×2 搭載）
0
で 8 人、またはそれ以上のユーザーがス
パス
スルー4
vGPU
4
vGPU
8
トレスなく同時利用することができる。
vGPU
16
A社
Q5000
A社
Q6000
B社
Q5000
D社
Q6000
C社
Q5000
＊ vGPU 同時4ユーザーのスコアを100とした相対値を表示
CAD 専用ワークステーションよりも、コ
ストメリットが大きいだけでなく、上記
M4（GRID K2×2 搭載）
を使って4ユー
をかけるのが４ユーザー程度であると考
のさまざまな効果を合わせて実現するこ
ザー、8ユーザー、16ユーザーが同時に
えれば、既存ハイエンドワークステーショ
とができる。
高負荷をかけるというもの。このベンチ
ンと比べて遜色のないパフォーマンスを
マークは PTCの「Pro/ENGINEER」
と
実現することができると言えよう
（図4）
。
「Creo」
、ダッソー・システムズ
「CATIA」
、
デモ環境で説明したように、VDI環境
シーメンス PLMソフトウェアの「Team-
では以下のような多様な端末を利用する
IBMが実施したデモでは、サーバー側
center」
と
「NX」
を対象に実施された。
こともできる。S&Iや Wyseのシンクライ
で管理用3 台、CAD 操作用８台の仮想
通常、16 ユーザーが同時にアクセス
アント、既存 PC（Windows XP、Linux、
マシンを同時に動かし、クライアント側
し、同時に描画などの高負荷な要求を行
Mac OSなど）
、既存 PCの疑似シンクラ
には管理端末1台のほか、シン端末や既
うことはほとんどないといっていいだろ
イアント化（Linux）
、モバイル端末（iOS、
存 PC、タブレット端末などのユーザー
う。しかしながら、このような過酷な条
Androidなど）
である。ただし、
端末によっ
端末 8 台を配置。このデモの結果、3D
件下にもかかわらず、16 ユーザーの場
てパフォーマンスに影響が出る場合があ
モデルのパンや回転、ズームなどの滑ら
合でもパフォーマンスの劣化は限定的
るので注意が必要だ。というのは、デー
かな動きが確認された。一方、IBMによる
だった。一般的な利用環境で16ユーザー
タセンターから画面情報を転送する際、
ベンチマークは1台の iDataPlex dx360
が利用する場合、ある瞬間に同時に負荷
サーバー側で圧縮されたデータをクライ
16 ユーザー程度なら
ストレスなく利用できる
アント側で解凍するプロセスがあり、解
（図 5）VDI 環境を利用する端末の考慮点
凍のスピードはクライアントの CPUの
能力に依存するからである
（図5）
。
3D CADを仮想化環境上で利用する際に、
サーバー側の能力だけでなく、
クライアント端末側の能力も考慮する必要がある
エンド･ユーザー側
冒頭で述べたように、CADベンダー
データセンター/サーバールーム側
・
・
・
・
める現実的な選択肢となるだろう。
Client
OS
Client
OS
・
・
・
・
Client
OS
仮想化ソフト
既存端末
キー入力・ポインタ情報
お問い合わせ 先
iDataPlex dx360 M4
タブレット・
モバイル端末
圧縮された画面データの
解凍処理
VDIは次世代の開発環境として注目を集
め始めている。それは、高い ROIを見込
画面情報
シンクライアント
の動きや技術進化を受けて、CAD on
日本アイ・ビー・エム株式会社
圧縮されたデータの転送
画面データの圧縮処理
http://www.ibm.com/jp/