GPUの仮想化 『CADの未来はこうなる』 BIM/CIM推進を加速するCADonVDI 2016年10月5日 建設本部生産性向上推進部 小田博志 会社概要 会社名 株式会社フジタ（ Fujita Corporation ） 本社所在地 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目25番2号 代表者 代表取締役社長 奥村 洋治 事業内容 建設事業、都市開発事業、不動産事業 創業 1910年12月 資本金 140億円 売上高 3,470億円 従業員数 2,584人 •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 1 はじめに 建設業が抱える課題 •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 2 深刻な労働者人口の減少 日本の人口構造推移 総人口の ピーク 生産年齢人口率 高齢化率 年少率 （出典：国土交通白書2016） これから日本の人口はどんどん減っていく＝働き手が足りない © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 3 建設業の課題① 労働者が足りなくなる ・技能労働者がいなくなる（モノ作りの質が下がる） ・次の世代を担う若手がいない（技術伝承ができない） 他産業と比べて少子高齢化 の影響が顕著な業界 出典：建設経済研究所 業界として生産性を上げる取組みに注力している © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 4 建設業の課題② IT化が遅れている • 基本的にアナログ的な管理が中心 （紙媒体による図面、書類保管義務、押印文化） 情報の扱い方に慣れていない ITリテラシーが低い業界 • 作図ツールの2次元CADは手書きの延長 （大幅な生産性向上には至っていない） 手描きの時代 （現在）2次元CADの時代 （今後）BIM/CIMの時代へ （3次元＋情報） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 5 BIMとはCIMとは ・建築のBIM（Building Information Modeling） ・土木のCIM（Construction Information Modeling） 3次元CADと様々な情報を連携させる建設の新しいワークフローや考え方 建設イノベーションで生産性向上を図る手段として期待 鉄骨 設備空調配管 建物の内部構造を可視化 鉄骨鉄筋構造を可視化 これまでと比較にならない情報量を扱う時代になる © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 6 BIM/CIM推進におけるフジタの課題 ITインフラ構築 • • ハードウェア・ソフトウェアの整備が急務 （BIMのソフトは多岐に渡り、複数の製品を用途別に使い分ける必要あり） 3次元データを処理するためにはグラフィック性能に優れたワークステーション（WS）が必要 どのように用意するか？ ①共用WSとして用意する 3DCAD BIM専用 共用WS ②各自のPCをWSにしてしまう BIMを使うときに自席から移動して使う 稼働率◎ コスト○ 管理手間△ 利便性× （使いたいときに使えないことがある） メール Excel,Word 3DCAD BIMを使う、使わないを問わない 稼働率○ コスト× 管理手間× 利便性◎ どちらも一長一短 CADonVDIに着目 © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 7 フジタの課題を解決するCADonVDI 今回導入したシステム •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 8 導入したハードウェア構成 社内で の用語 CPU：Xeon E5-2667v3 8CORE x2 MEM：288GB（16GBx18） HDD：RAID6 4.8TB（600GBx11） 仮想WSの1台あたりのスペックを決めてから逆算 （メモリ16GB、ディスク容量200GB） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 9 利用者環境 フジタ管理データセンター 利用者 （日本各地の拠点） 仮想WSサーバー ストレージ 利用者 （出張先・移動中） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 10 利用シーン（イメージ） 仮想WSサーバー （データセンター設置） サーバー1台につき仮想的なワークステーション16台分を確保 使用中 standby 使用中 standby standby 使用中 standby 使用中 standby WS1 WS2 WS3 WS4 WS5 WS6 WS7 WS8 WS9 使用中 ・・・・・ WS 16 未使用WS番号を自動で割り当て 仮想WSサーバーに ログイン 接続用アプリ インストール 済み 利用者 自席のPC 32bit •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 11 利用シーン（イメージ） 仮想WSサーバー （データセンター設置） サーバー1台につき仮想的なワークステーション16台分を確保 使用中 standby 使用中 standby 使用中 使用中 standby 使用中 standby WS1 WS2 WS3 WS4 WS5 WS6 WS7 WS8 WS9 接 続 確 立 使用中 ・・・・・ WS 16 自分のパソコンがWSになる 利用者 BIMソフト インストール済み 感覚的にはWindowsのリモートデスクトップに似ている •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 12 仮想WSの「ここがすばらしい！」 • ユーザ環境の自由度が高い 32bit Windows7 • 稼働時間に無駄がない 64bit専用 BIMソフト 急に使う、ちょっとだけ使う オンデマンド対応 ・CAD操作時には大画面は必須 ・リモートデスクトップでは1画面のみ • 拡張モニター対応 • システム構成を柔軟に構成可能 フローティング OR 専用割り当て 16台（ノーマル） ↓ 4台（ハイスペック） • 常にメンテされた環境で利用可能（利用者視点） （WindowsUpdate、ウィルス対策定義、各種ソフトウェアバージョンアップ等） • メンテするのはマスターのみで手間削減（システム運用管理視点） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 13 仮想WSの課題 • 個人プロファイルが保存できない（フローティングで運用時） （ex）・デスクトップに作業中のファイルを一時保管しても消えてしまう ・ショートカットを作っても消えてしまう • 目に見えるコストダウンにはならない ・単純にWS16台分の積み上げコストと比較すると 安いとは言えない （台数が増えたときの管理コストとの天秤） ・導入までの敷居が高い とはならない！ • ネットワークインフラに依存する ・ネットワークが遅いと話にならない （都市部はOK、しかし山奥の現場では・・・） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 14 まとめ 今後の展開 •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 15 フジタのBIM/CIMインフラ戦略 • 今年度中にサーバ6台に増強 （同時稼動クライアント数を96に拡大） 2016年度 96クライアント • 2018年度末に600クライアント程度まで順次拡大 （国内ライトユーザのすべてをカバーする） 2017年度 240クライアント 2018年度 600クライアント 基幹系を管理する部門との連携プレーが必須 （組織全体のネットワーク設計の見直し等） © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 16 おわりに ・前例のない取組みにはリスクが伴うことを理解しておく ・最初はスモールスタートで様子見 ・トラブルシューティングの練習 ・専門SEのアドバイス、フォローは欠かせない ・テクノロジーの進化は日進月歩、先読みも重要 ・長期にわたって安定稼動できるか ・システムの拡張性はあるのか © 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 17 •© 2016 Daiwa House Group All rights reserved. 18 「CADの未来はこうなる」 -BIM/CIMの推進を加速するSystem x CAD on VDI大月 哲史 レノボ・ジャパン株式会社 ビジネス開発 2016 Lenovo Internal. All rights reserved. Lenovo System x CAD on VDI とは? 2016 Lenovo Internal. All rights reserved. Lenovo System x CAD on VDIのシステムイメージ ユーザー環境 データセンター等 仮想ワークステーション Citrix Receiver Citrix HDX 3D Pro 画面情報を表示 ネットワーク NVIDIA® TESLA®M60 VMware PCoIP or Blast Extream VMware Horizon Client 既存PC、WS / シンクライアント / タブレットPC等 2016 Lenovo All rights reserved. コネクション・ ブローカー ファイル・サーバー ADサーバー 3 CAD on VDIに関する技術 (GRID vGPU) 技術的な制限は32VM/M60ですが、、、 Revit Revit Revit Revit W7 64 W7 64 W7 64 W7 64 VM1 VM2 VM3 VM4 … Inventor Inventor Inventor Inventor CAD APPL … W7 64 W7 64 W7 64 W7 64 WS OS VM13 VM14 VM15 VM16 仮想WS … ESXi/XS Tesla M60 System x3650M5 2016 Lenovo All rights reserved. 仮想基盤 GPUリソースを 共有 CPU/Memory/HDD ネットワーク等のリ ソースを共有 4 System x CAD on VDIの進化 2013年 2014年 2015年 2016年 2016 Lenovo All rights reserved. 3月 NVIDIA GRID（K1/K2）発表 サーバーに搭載する仮想化前提のボード 1台のサーバーに搭載可能なGPU数が増加（K1=8個、K2=4個） 10月 VMWare社vDGA（GPUパススルー）サポート版リリース 8月 VMWare社がvGPUのβ版デモ実施（@US） 11月 VMWare vGPU β版実機デモお披露目（@vFORUM） レノボブースで国内初のオンサイトデモ＆リモート接続でのデモ実施 3月 VMWare Horizon 6.1でGRID vGPUサポート開始 8月 NVIDIA GRID 2.0アナウンス(Tesla M60) 1月 3月 4月 8月 9月 Citrix Receiver for WindowsのH.264ハードウェア・デコーディング VMWare Horizon 7アナウンス（Blast Extream Acceleration 追加） NVIDIA GRID 3.0アナウンス NVIDIA GRID 4.0アナウンス Citrix XenDesktop 7.11アナウンス(NVIDIA NVENCサポート) 5 お客様の課題と System x CAD on VDIの価値 2016 Lenovo Internal. All rights reserved. ワークステーションを取り巻く課題をCAD on VDIで解決 「経営」,「ユーザー」,「管理者」の視点から下記の様な課題を抱えていませんか? 強固な情報漏 洩の防止策 迅速な復旧が 可能な仕組み レイアウトチェンジが 困難 海外等遠隔地拠点からの快適なCAD活⽤ 作業環境の改善による 快適なオフィス環境 設置場所 騒音 利用ピーク時期の違 いの吸収 熱 ユーザー 2016 Lenovo All rights reserved. 運⽤管理⾯の課題 機密データの 情報漏洩対策 3D-2D変換など重い処理実行中 の待機時間削減 業務効率化 セキュリティの課題 利⽤環境の課題 震災時の業務停止/ 計画停電によ るビジネス損失 場所に依存しない利⽤環 境・作業効率化 フリーシーティング 複数画⾯の利⽤によるモ デラー生産性の向上 経営者 H/Wリソースの有効 活⽤によるコスト低減 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 H/Wリソース有効活⽤によ るコスト低減（夜間等） 運⽤作業効率化 ⼀括管理による 運⽤負荷削減 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 7 System x CAD on VDI導入の狙い 生産性向上と 競争⼒強化 モバイル環境（Wi-Fi/LTE）の活⽤でワークスタイル変革を推進 会議、プレゼン、取引先との打ち合わせ、施工現場等のシーンでの活⽤ 柔軟なリソース配置(移動、WSの増減、負荷バランス) 工期短縮、コミュニケーションの質向上、コスト低減につながる セキュリティリスク低減 外出先での施主・取引先との打ち合わせ IT管理者の居ない拠点・現場での利⽤ 海外拠点での設計業務 事業継続、災害対策 運⽤コスト低減 パンデミック時に⾃宅で業務継続 他事業所での業務継続 SWの更新作業、障害対応、分散拠点への対応、等 作業対象がサーバー上に集約されている リソースの柔軟な配置 2016 Lenovo All rights reserved. 8 設計現場におけるワークスタイル変革 Before ワークステーションの前に座ってCADの操作 大きく重たいモバイルワークステーションに データとライセンスを落として持ち歩く 2016 Lenovo All rights reserved. After 社内もWi-Fi接続で⾃由に移動 ネットワークに接続した既存のデバイスでCADを活⽤ 9 設計フェーズにおけるワークスタイル変革（シーン1） 様々な制約を排除し、効率的なコミュニケーション Before 普段使⽤しないワークステーションを常設 モバイルワークステーションにデータを準備し て会議に臨む 等 2016 Lenovo All rights reserved. After タブレットやOA⽤PCでプレゼン 10 設計フェーズにおけるワークスタイル変革（シーン2） セキュリティを確保しつつ、より質の高いコミュニケーション Before CAD APPLとライセンス CADデータを持ち出して打ち合わせ 大きく重たいモバイルワークステーション 2016 Lenovo All rights reserved. After 打ち合わせをしながら設計変更 データを持ち出すことなく打ち合わせ 軽くコンパクトなノートPCやタブレットを活⽤ 11 施工現場におけるワークスタイル変革（シーン3） タブレット端末等で最新のデータを共有 Before 紙の図⾯を確認 現場事務所のCAD端末を操作 2016 Lenovo All rights reserved. After 施工現場で、タブレットを持ち歩きながら 設計データを確認 最新のデータにアクセス・⾒たい情報を⾒られる 12 レノボ・カスタマー・エクスペリエンス・センター (LCEC) 2016 Lenovo Internal. All rights reserved. レノボ・カスタマー・エクスペリエンス・センター（LCEC） レノボ東京本社（秋葉原UDX）内に常設されたレノボ・カスタマー・エクスペリエンス・センター（LCEC）において、 エンタープライズ向け ソリューションを推進します。 Lenovo Customer Experience Center システム技術検証 コンサルテーション ソリューション・デモ クラウド・ショーケース セミナー トレーニング 2016 Lenovo All rights reserved. 秋葉原 UDX 10 階 北ウィング 14 System x CAD on VDIに関してご提供可能なご支援内容 ソリューション・デモ （@UDX） ソリューション検証 （@UDX） 3D CAD APPLを使った標準的なデモ ⾃社利⽤APPLでのデモ Lenovo Customer Experience Center インターネットVPN接続でのデモ ⾃社利⽤APPLでの検証（⾃社モデル持込） 多様なデバイス、接続環境 回線環境のシミュレーション ソリューション検証 （@ オンサイト） 2016 Lenovo All rights reserved. お客様環境内での検証（サーバー持込） LCECにVPN接続しての検証 検証の進め方とチューニングのガイド 秋葉原 UDX 10 階 北ウィング 15 LCECのデモ・検証環境（VMware/Citrix/多様なデバイスと接続形態） VM1 VM2 VM3 GPU VM4 VM5 VM6 VM7 VM8 VM15 GPU GPU GPU VMware/Citrix GRID M60/K2 GRID 各種プロファイル 有線 /LTE/Wi-Fi 多様なユーザーデバイス 帯域と遅延 CAD APPL インターネット経由 Citrix /VMware サーバールーム ネットワーク エミュレーター コンパクトタイプ コンパクトタイプ ThinkCentre ThinkCentre Tiny 2016 Lenovo All rights reserved. デモルーム インターネット Wi-Fi テーブルタイプ Horizon 2 タブレットタイプ ThinkPad10 着脱式タイプ ゼロクライアント ELSA VIXEL D250 ThinkPad +外部TFT 16 System x CAD on VDIを支える レノボ サーバー 2016 Lenovo Internal. All rights reserved. NVIDIA GRID対応サーバー製品 機種 HX-3510G x3650 M5 nx360 M5 x3500 M5 x3850 X6 x3950 X6 2Uラックマウント 2Uラックマウント 12ノード/6U ラックマウント タワー (ラックマウント時5U) 4U ラックマウント 8U ラックマウント CPU E5 2600 v4 x 2 E5 2600 v4 x 2 E5 2600 v4 x 2 E5-2600 v3 x 2 E7-4800/8800 v4 x 4 E7-8800 v4 x 8 GRID M60 x 2 M60 x 2 M60 x 2 M60 x 2 M60 x 2 M60 x 4 NUTANIX HX3000シリーズ 最小構成3ノードから スモールスタートに最適 な2Uラックマウント。十 分なメモリーとHDD容量。 タイプ 特徴 高集積タイプNeXtScale。 6UのシャーシにGRID搭載 ノードを最大6ノード格納。 スモールスタートに向 いた、GRIDx2枚搭載可 能なタワー型。 ミッションクリティカル用途などに最適。 ブック型モジュラーデザインにより次世代テクノロ ジーへのアップグレードが容易。 自己回復力の高いプラットフォームが容易な保守 とアプリケーションの可用性を向上。 幅広いラインナップで、お客様のご要望に対して最適なタイプのサーバーをご提供致します。 18 Lenovo System x3650 M5 2Uラックサーバー パフォーマンス、拡張性、信頼性、セキュリティ、４拍子そろった2Uサーバー • Lenovo XClarityにより、エンタープライズシステム の管理を容易にし、データセンターの俊敏性を向上 • 業界No1の信頼性 – 拡張された障害予知機能とライ トパス診断機能により稼働時間の最大化を実現 6個のベンチマークでNo1を獲得 • 分析とデータ管理に最適化された柔軟な内蔵スト レージ構成を実現 #1 インテルXeonプロセッサー E5-2600 v4 製品ファミリー（最大2個、44コア）とTruDDR4 メモリー （最大64GB DIMMで1.5TB、2400MHz）対応 仮想化ワークロードでNo1 1 仮想化ワークロードでNo1の電力効率1 トランザクション計算でNo12 マルチコアで最速（HPC等）、 シングルコアでも最速（証券取引等） のアプリケーション性能3 28 ドライブベイ、最大120TB の内蔵ストレージを提供可能 最大8個のPCIe NVMe SSDにより 12Gb SASで4倍のランダム・リードIOPs を実現 NVIDIA Tesla M60 x 2枚搭載可能 VDI ビッグデータ アナリティクス クラウド 仮想化 Lenovo Trusted Platform Assurance データベース HPC エンタープライズ・ アプリケーション 1 Based on SPECvirt_sc2013/PPW/PPWServer results of 24.8 Tiles, 4.206@132 VMs as of March 31, 2016 Based on TPC_E results (4,938.14) with price/performance of $117.91 USD as of March 31, 2016 3 Based on SPECfp_base2006 results (125) as of March 31, 2016 2 2016 Lenovo All rights reserved. 19 NeXtScale nx360 M5 コンピュート・ノード(高集約型) システム・インフラストラクチャー nx360 M5は1Uラック・サーバーに比較して2倍のサーバー密度を実現し、スケール性と拡張性に優れています。 クラス最大のコア数搭載を実現するだけでなく、HPC環境向けにGPU/Phiをサポートしています。また、仮想化、 企業アプリケーション、VDI、クラウド、システム統合を含む、幅広いワークロードにも対応します。 主な特⻑: コンピュート・ノード ½幅の1U, 2 socket server Intel E5-2600 v4製品ファミ リー 2ソケット(最大22コア) DDR4 DIMM×16 最大2400MHz オプションにて、前面にホットス ワップ対応HDDを2台搭載可能。 (あるいは標準PCIeスロットとし て利⽤可能) 内蔵HDDを最大4台搭載可能 内蔵⽤RAID専⽤PCIeスロット x16 FDRおよびイーサネットに対 応するML2メザニン・スロット 2016 Lenovo All rights reserved. • 最高速CPUのサポート • 2400MHz DDR4 DIMMメモリーのサポート • 内蔵ストレージ構成に対する柔軟性 – 3.5型、 2.5型 HDD (シンプルスワ ップ あるいは ホットスワップ)に対応 • ストレージやGPU/Phiをサポートするネイティブ・エクスパンジョン (NeX)でNVIDIA Tesla M60 x 2枚搭載可能 PCIe 3.0 (x16) スロット ドライ ブベイ RAID用 スロット DIMM×16 デュアルポート ML2 x16 メザニンカード (IB/イーサネット) KVM コネクタ E5-2600 v4 CPU 1 GbE ポート 電源 および LED PCIe 3.0 (x24) スロット ホットスワップ 対応HDD または PCIeアダプタ (オプション) 20 レノボ System xの特⻑：プロアクティブ診断ツール 運⽤現場の効率を高める、System xのアドバンテージ サーバー稼働の基本となる 電源ユニットには、正常電 源⼊⼒／出⼒、ユニット障 害を示す3つのLEDを搭載。 出⼒○ 電源ユニット 異常なし 高機能電源ユニット ⼊⼒○ 複数のCPU、メモリー、 ファンの中から故障診 断箇所を表示する他、 コイン電池や診断プロ セッサーIMM2.1自身 の障害検知までをLED で表示。故障からの回 復を早めます。 Light Path 40個のLEDを備えるシステムボード 事前障害予知機能(PFA) System x 2016 Lenovo Japan. All rights reserved. HDDやメモリーにおけるエラー訂正回数や推移から故障に 至る前に予知。突発的な故障の回数を削減します。 LED/LCD情報表示 視認性の高いLEDと多彩な情報を表示する LCDにより障害検知と問題解決を早めます。 21 業界をリードする信頼性と可⽤性 ITICによるグローバル・サーベイ 600以上のユーザーからの調査 x86サーバーでトップの評価 4時間以上のダウンタイムを経験したと 1% 回答したLenovo System xユーザーはわずか 信頼性に対する高い顧客満⾜度を獲得 レノボ x86サーバーはITリサーチ大手 Technology Business Research社（以下「TBR」）による 最新の調査の結果、2015年第4半期（9-12月期）も お客様満⾜度No.1を獲得（4半期連続） TBRは計24の要素で構成される 4種類の主要属性領域から満⾜度指数を図ります。 TBR Satisfaction Indices Overall Customer Satisfaction Service Satisfaction Product Satisfaction レノボが22のすべての属性における顧客満⾜度（サービス、製品、セールス） Sales Responsiveness を向上させ、トップの地位を固めました。 Rank #1 #1 #1 #1 2015 年第 4 四半期 | TBR - x86 ベースのサーバに関する顧客満⾜度調査 （2016 年 1 月発表） 22 2016 Lenovo. All rights reserved. 業界をリードする高いエネルギー効率 最高⽔準の冷却技術 System x製品群は環境温度 40oC 対応。卓越した冷却技術で データセンター全体の電⼒効率を高めます。 さらにNeXtScale nx360 M5 ダイレクト⽔冷技術なら、 エネルギー効率を40% 向上させます。*GPUは⽔冷未サポート 電⼒変換効率96% (該当オプション利⽤時) 3タイプの80PLUS プラチナ認定電源と、1タイプのチタン認定電源を選択可能です。 デュアル・ゾーン冷却デザイン ノイズと消費電⼒を低減するために、冷却対象を2つのゾーンとしてとらえる基本コンセプトを採⽤しています。ホット スワップ可能なデュアル・モーター冷却ファンが、システム全体を安定して冷却することで、安定稼働と高いエネルギー 効率を両⽴します。 2016 Lenovo Japan. All rights reserved. 23
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