渲染的突破：高性能集群在中国传媒大学的应用

    制作精美并赋予生命力的3D动画，一般服务器平台不能胜任。为了充分发挥现有软件系统的能力，中国传媒大学引入了集群系统平台。

    俗话说，工欲善其事，必先利其器。对于我国动画产业而言，要想追赶上发达国家的制作水平，早日制作出《狮子王》、《玩具总动员》这样的动画经典，就需要加大制作平台的投资。据中国传媒大学动画学院石民勇教授介绍，动画渲染和场景制作是专业动画设计领域的两大关键，要想制作出精美并赋予生命力的3D动画，就需要具备高性能、高稳定及高扩展性的计算平台，一般服务器平台不能胜任。经过认真的研究以及各种平台方案的分析比较，中国传媒大学动画学院日前选用了40个计算节点的集群系统作为动画设计的底层平台，曙光公司的天潮TC4000L系统最终入围。

领域的突破

    集群系统应用在动画设计领域，这应该算是一个突破，为此记者对有关方面进行了采访。据石民勇教授介绍，中国传媒大学动画学院成立于2001年，是全国最早开办动画专业的院校之一，拥有一流的动画教学、科研与制作的软件设施，五年来为全国各电视台、动画公司、游戏研发公司、影视特技特效公司、广告公司等输送了大批优质毕业生。中国传媒大学动画学院拥有目前世界上最先进的动作捕捉系统、三维扫描仪、Illusion非线性编辑系统以及大量动画软件，达到了与国际几乎同步的水平。

    为了充分发挥现有软件系统的能力，中国传媒大学引入了集群系统平台。据了解，其最直接的考量因素在于系统的扩展性和升级空间，其中包括CPU数、I/O接口卡、内存、硬盘和多个系统扩展槽。此外，系统要具备高可靠性、可用性、可维护性和良好的兼容性，支持冗余、容错、热插拔等先进的服务器存储技术，并可有效地避免网卡、电源、硬盘、风扇等的单点故障。

    在中国传媒大学动画学院的项目中，采用了曙光4000L大型集群系统解决方案，其配以40个计算节点系统。其中，节点系统采用R210A双路1U高密高64位服务器，其处理器选用AMD公司的Opteron系列，其独特的AMD 64架构HyperTransport技术，加之16GB的内存容量，可满足数据运算与处理的需求。

管理登录与计算节点

    由于计算节点和管理登录节点访问存储设备的请求都要通过I/O节点完成，所以要求具备较高的I/O扩展性，丰富的接口，较大的内存容量。在此，经过研究采用了2路的双核处理器节点，而不是两个2路的节点。在2路双核的4路SMP中，CPU与CPU间的数据传输带宽为6.4GB，延迟为60ns左右。而现在的高性能网络是远远达不到这一点的，系统延迟相差2个数量级。我们知道，对于高性能计算机而言，其节点规模越小效率越高，通信性能越好。因此，采用4路SMP节点机使整个集群系统的节点规模比2路减少了一半，较大地提升了集群的通信性能。

    在动画渲染中，管理节点的应用大致分为以下两种情况：首先管理各种作业调度系统，将计算节点、存储节点等系统工作优化分配至最佳；其次是管理集群进行系统作业。虽然任务繁多，但是对性能要求并不是很高，所以管理节点的选择本着经济实用的原则即可。在存储节点方面，要求必须能够满足外挂大容量磁盘阵列工作，其负责整个集群系统共享数据的存储、文件管理。

    在集群系统的可管理性方面，管理包括对主机BIOS的设置、操作系统的安装、应用程序的加载运行及交互、运行结果检查、系统资源监控、系统进程控制等等。在很多情况下，这些管理无法通过传统的网络实现，也无法通过串口来实现，只有直接连接在节点上的键盘、鼠标、显示器才能实现最佳的管理方式。但是，在大规模的集群系统中，显然不可能为每个节点都配备一套键盘、鼠标、显示器，为此，该系统的SKVM系统可以解决问题，它可扩展到1024个结点以上，连接距离超过150米，并将KVM设计成级联的方式，能够满足大、中、小机房的不同需求。

    石民勇教授表示，采用集群系统作为制作的硬件支撑平台后，动画渲染的速度得到大幅提升，内部与远程管理变得便捷安全，整体平台长时间稳定的工作。此外，其系统的可扩展性将满足未来一段时期内业务增长的需求。