3DCAD仮想デスクトップソリューションのご紹介

Copyright (c)2013 ＩＴOCHU Techno-Solutions Corporation
3DCAD仮想デスクトップソリューションのご紹介
伊藤忠テクノソリューションズ株式会社
製造技術第2部
仲村公孝
Copyright(c) 2014 ITOCHU Techno-SolutionsCorporation

Agenda
３DCADの仮想デスクトップ化とは01
導入/設計時のポイント02
CTCの取り組みについて03
まとめ04

3DCADの仮想デスクトップ化とは？
シンクライアントグラフィック仮想化
Workstation端末の仮想デスクトップ化
による
＋

活用シーンは？
全てのWorkstationを使用している環境
3DCAD
PDM
CAE
PACS
BIM
・・・etc

グラフィックス仮想化方式
・・・・
Hypervisor
NVIDIA ESX
Driver
NVIDIA ESX
Driver
Translation,Execution,
Readback
Translation,Execution,
Readback
VM VM
os os
API
Intercent
API
Intercent
API
Intercent
API
Intercent
・・・・
Hypervisor
VM VM
os os
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
・・・・
Hypervisor
VM VM
os os
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
NVIDIA
Driver
GPU シェアリング GRID vGPU GPUパススルー
よりグラフィック性能が必要なソフトウェア向け
NVIDIA
vGPU Manager
NVIDIA
vGPU Managerプロフェッショナルなプロフェッショナルなプロフェッショナルなプロフェッショナルな
3DCAD利用可能利用可能利用可能利用可能
3DCAD利用利用利用利用
にはにはにはには
不向きな不向きな不向きな不向きな方式方式方式方式

仮想マシン
ゲストゲストゲストゲストOS
仮想マシン仮想マシン仮想マシン
サーバ
GPUシェアリング
Hypervisor グラフィックス命令
変換マネージャー
NVIDIA
ドライバ
GPU
仮想グラフィックス
ドライバー
仮想デスクトップ
CAD
アプリケーション
ドライバー
CAD
ドライバー
CAD
ドライバー
CAD
Microsoft RemoteFX
・WindowsServer 2008
・WindowsServer 2012
(OpenGL1.1、
DirectX9,10,11)
VMware vSGA
・ESX 5.5
(OpenGL2.1、DirectX9)
GPU共有型のグラフィックス仮想化
仮想マシンは3rdパーティ製のグラフィックスドライバーを使用
使用可能なAPI(OpenGL、DirectX)に制限あり

仮想マシン
GRID vGPU
Hypervisor
GPU
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
GPU共有型のグラフィックス仮想化
仮想マシンはNVIDIA製のグラフィックスドライバーを使用
最新のAPI(OpenGL、DirectX)が使用可能
MMU
GRID vGPU
マネージャー
NVIDIA
カーネルドライバー
グラフィックスの命令は仮想マシンから直接GPUにアクセス！
管理インター
フェース
ハイパーバ
イザーコン
トロールイ
ンター
フェース
CAD
CAD
CAD
CAD
NVIDIA
準仮想化イ
ンター
フェース
Citrix XenServer dom0
Framebuffer

仮想マシン
GPUパススルー
Hypervisor
GPU
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
NVIDIA
ドライバー
GPU占有型のグラフィックス仮想化
仮想マシンはNVIDIA製のグラフィックスドライバーを使用
最新のAPI(OpenGL、DirectX)が使用可能
CAD
CAD
CAD
CAD
GPU GPU GPU
Citrix HDX ３３３３D Pro
XenServer6.2.SP1
VMware vDGA
・・・・ESX 5.5
Redhat KVM
RHEL7 (beta)

選択可能な仮想デスクトップ方式
GPUパススルーGPUシェアリング GRID vGPU
サーバベース方式(SBC)仮想デスクトップ方式(VDI)
グラフィックス仮想化と組み合わせ可能なシンクライアント方式としては以下の２つと
なります。
グラフィックス仮想化テクノロジー
シンクライアントテクノロジー
VMware Horizon View
Citrix XenDesktop
Citrix XenApp
VMware vSphere
Microsoft WindowsServer
Citrix XenServer
VMware vSphere(※1)
Citrix XenServer
VMware vSphere
Redhat RHEL(※2)
※1：2015年度リリース予定 ※2：現状beta版のみのリリース

当然、一般的な仮想デスクトップ化のメリットは
『ほぼ』享受することができます！
但し、一部グラフィックス仮想化環境ならではの
例外もあります。

常に設計者の端末には画面データのみ転送！
生データはデータセンター内に閉じ込める！
工場
設計拠点
データセンター
仮想デスクトップ化のメリット
PDM
FileServer
仮想Workstation環境
情報漏洩リスクの低減
Client端末
Client端末
マウス、
キーボード
操作を転送
画面イメージ
のみ転送

地震、洪水、津波などへの災害対策や⾼度なセキュリティをもったデータ
センターにシステムを集約することで、災害対策/事業継続を実現
工場
設計拠点
データセンター
PDM
災害対策/事業継続
Client端末
Client端末
FileServer
マウス、
キーボード
操作を転送
画面イメージ
のみ転送

仮想マシンの必要リソースの増減、設計者の増減にも柔軟に対応！
レイアウト変更も容易に！
拠点A 拠点B
Hypervisor
①ユーザが増加
Hypervisor
②仮想マシンの追加
③仮想マシンとユーザ
を紐づけ
DataCenter
ADセッション管理サーバ
柔軟なリソース割り当て

デスクトップ環境の
メンテナンスが容易
端末の標準化！
HWのリプレイスの工数削減！
Before After
故障交換故障交換
EOSL
新規配備新規配備
端末がいつの間にかガラパゴス化。。
初期セットアップが大変
端末固有の障害が多発
ほぼ仮想マシンの移⾏が可能ほぼHWに依存せず*仮想マシンの移⾏が可能
初期セットアップの工数削減
端末が標準化され固有の障害が大幅減
Hypervisor Hypervisor
※CPUクロックやメモリ周波数など1部依存する点もあります。

場所を選ばない設計作業
オフィス工場
外出先
出張先、会議室、工場...etcどこからでも自分のデスクトップに接続可能

拠点
C
拠点
B
遊休CAD端末台数の削減
Before After
Lisence Lisence
Lisence Lisence
Lisence Lisence
Lisence
Lisence
Lisence
ハイエンドなCAD端末は高価。
稼働率に応じた端末台数数に！
拠点
A
拠点A
拠点B
拠点C DataCenter

データの⼀元管理
拠点A
拠点B
DataCenter
PDM
PDM
レプリケーションマルチサイト構成
FileServer
FileServer
Workstation端
末
Workstation端末
現状、FileServerのレプリケーションやPDMのマルチサイトにより管理が複雑化してい
るシステムも、、

拠点A
拠点B
DataCenter
PDM
FileServer
Workstation端末
Client端末
Client端末
各地に点在していたPDM、FileServerを集約し管理を一元化可能に！

注意すべきポイント
インフラコストの削減
上記通常のシンクライアントにおけるメリットは設計環境にお
けるシンクライアントではあまり享受できません。
物理Workstation VS 仮想デスクトップ(VDI)
HW
SW
・Client端末
・サーバ
≪1台あたりの仮想マシン≫
GPUパススルー：１〜８台
GRIDvGPU：8〜64台
・物理Workstation
・Windowsライセンス
(+) VDAライセンス
(+) シンクライアントソフトウェア
(+) 仮想化ソフトウェア
HW
SW
≦

可用性の向上
(GPUパススルー方式、GRIDvGPU方式)
注意すべきポイント
以下通常のシンクライアントにおけるメリットは設計環境にお
けるシンクライアントではあまり享受できません。
GPUパススルー、GRID vGPU の場合HA、ライブマイグレーション機能は使⽤不可

メリットまとめ
経営者
機密データの
情報漏洩対策
管理者ユーザ
災害対策/事業継続
遊休CAD端末の削減
簡易なレイアウト変更
端末の配備/セットアップ工数の削減オンサイトサポートの負荷
セキュリティ
管理/運用
利⽤環境
設置スペース/熱・騒音
場所を選ばない設計作業
柔軟なリソース配備
消費電⼒/Co2削減

百聞は⼀⾒に如かず！
Citrix XenDesktop7.1+XenServer6.2.1SP1(vGPU)
検証動画
Page 22
GRID vGPU方式
物理GPU
vGPU vGPUvGPU vGPU

CTCの取り組みについて03
まとめ04

導入時のポイント
①CADソフトウェアのライセンス/Certify確認
②ROIを意識した導⼊範囲の決定
③管理者/ユーザによるPoCフェーズは必須

導入時のポイント①
CADソフトウェアのライセンス/Certifyの確認
ライセンス形態
Globalでの利⽤や関連会社でのライセンスの使
用ポリシーについて確認
Certify/使⽤許諾
仮想デスクトップ環境での利⽤に関する
使用許諾、前提条件の確認

HWHW
SWSW
(+) シンクライアントSW
(+) 仮想化SW
SWSW ≧
HWHW
既存
運用
・地方拠点の端末管理費用
・消費電⼒
・端末設置スペース
既存
運用
・仮想マシン１台
サーバ1台あたり仮想マシン４~8台
※パススルー方式
・地方拠点のCAD端末管理費用
・消費電⼒
導入時のポイント②
ROIを意識した導⼊範囲の決定
新規新規
運用
・VDI環境の管理・運⽤費⽤
COST
+α
・業務の生産性向上の施策
・情報漏洩防⽌の施策
・BCPの施策

HWHW
SWSW
(+) シンクライアントSW
(+) 仮想化SW
SWSW ≧
HWHW
既存
運用
・地方拠点の端末管理費用
・消費電⼒
既存
運用
・仮想マシン１台
サーバ1台あたり仮想マシン４~8台
※パススルー方式
・地方拠点のCAD端末管理費用
・消費電⼒
導入時のポイント②
ROIを意識した導⼊範囲の決定
新規新規
運用
・VDI環境の管理・運⽤費⽤
COST
+α
・業務の生産性向上の施策
・情報漏洩防⽌の施策
・BCPの施策
初期導入コストだけで比較するのではなく
「導⼊後の運⽤や管理費⽤の削減効果」
「ビジネスを推進する上での生産性の向上・リスク回避」
を考慮にいれ導入の検討を進めていく必要があります。

導入時のポイント③
PoCフェイズは必須
Step１：現状システムの棚卸/ゴールの策定
Step2：PoC/パイロット導入
Step3：拠点展開/全社展開
パフォーマンス/既存システムへの影響を確認
・設計者によるパフォーマンスの確認
・パフォーマンスのチューニング
・ネットワークトラフィックの確認
・仮想デスクトップサイジングの為の情報取得
運用面の検討
・エンドユーザーサポート
・システム保守
・システム管理
・課⾦
・DR

一般的な仮想デスクトップ構成
仮想デスクトップ環境GPUを挿す
グラフィック仮想化

Client端末
ハードウェアスペック
表⽰できる解像度
使用可能なモニタの上限数
シンクライアント製品（※）への対応
※VMware Horizon View、Citrix XenDesktopなど
ローカルリソースへのアクセス
端末にて使用するデバイス
確認するべきポイント
FAT PC
(Windows)
ThinClient
(Windows
Embedded)
or
ZeroClient
(独自OS)or

ハードウェアスペック
仮想デスクトップ用サーバ
CPUスペック
メモリの搭載上限
グラフィックボードの搭載可否
確認するべきポイント
グラフィックス仮想化技術への対応
DISK(IOPS)
<ハードウェアの互換性ガイド>
■Citrix社テスト済構成リスト
http://hcl.vmd.citrix.com/GPUPass-throughDeviceList.aspx
■Vmware社互換性ガイド
http://www.vmware.com/resources/compatibility/vcl/vsga.php

GPU対応Dell PowerEdgeサーバ
機種 VRTX T620 R720 C8000
外観
設置タイプ
タワー型
ラックマウント時5U
タワー型
ラックマウント時
5U
2Uラックマウント 4Uラックマウント
最大CPU数８CPU 2CPU 2CPU 8CPU
最大GPU数 1GPU 4GPU 2GPU 8GPU
サーバノード数 4 1 1 4
利⽤想定ユーザ
CPUレンダリング処理を必要
とするユーザ
（Grid K2で4名程度）
作業フロアでより
多くのWSリソー
スを集約したい
ユーザ
（Grid K2で最大
32名）
検証ならびに初期導入
をご検討されている
ユーザ
（Grid K2で最大16
名）
⼤量のWS VDI導入を検討
されているユーザ
（Grid K2で最大64名）
特徴
４サーバのうち1台を仮想デ
スクトップサーバ、残り3台
を並列計算に利⽤。最⼤
48TB分のストレージと10G
ネットワークスイッチを兼ね
備えたオールイン型サーバ
１台のサーバで
4GPU搭載可能な
タワー型サーバ
Grid K1/K2に対応した
万能タイプ、スモール
スタート＆スケールア
ウトを実現
CPUやGPUによるHPCクラ
スタとリモートグラフィク
スを1シャーシで実現、高
密度で設置スペースや消費
電⼒にメリットあり

ネットワーク
シンクライアント利⽤を想定しているネットワークの現在の帯域使⽤量/遅延
シンクライアント利⽤により増えるネットワークトラフィックについてはお客様の業務内容及び
シンクライアントSWの設定により大きく変化する為、検証による測定が必要です。
ThinClient
データ連携、Backup…etc

ネットワーク
シンクライアントのネットワークトラフィックについては、画面のフレームレー
トや画面の画質・・・etcに大きく依存します。
フルHD1920×1080
ノートPC
1280×800
DVD
720×480
その為、導入の際は必ず検証フェーズを設けて求めるパフォーマンスに設定した
場合のネットワーク帯域がどの程度かを把握することが必要となります。
少多少多
1秒間に10フレーム1秒間に3フレーム
例①：解像度例②：フレームレート
ネットワークトラフィック量ネットワークトラフィック量
・・・

シンクライアントソフトウェア/ハイパーバイザー
管理・運⽤機能
ハイパーバイザーの管理
シンクライアント環境の管理
ハードウェア監視
仮想Workstationの拡張性
既存の管理・運⽤への統合可否
ソフトウェア
例えば
→VMware vCenter、XenCenter
→VMware View Manager
Citrix XenDesktopController
→DELL OpenManage
セッション管理サーバ仮想環境管理サーバ ActiveDirectory
仮想デスクトップ環境Client端末

CTCの取り組みについての取り組みについての取り組みについての取り組みについて03
まとめ04

検証
２０１２２０１２２０１２２０１２ 2013201320132013 2014201420142014
Citrix GPUパススルー
Citrix HDX Pro
XenDesktop
XenServer
GPUパススルー
Citrix HDX Pro
XenDesktop
XenServer
GRIDvGPU
Citrix HDX Pro
XenDesktop7.1
XenServer6.2SP1
GRIDvGPU
Citrix HDX Pro
XenDesktop7.5
XenServer6.2SP1
VMware GPUパススルー(※)
Vmware vDGA
View 5.2
vSphere5.1
GPUパススルー(※)
VMware vDGA
View 5.2
vSphere5.1
GPUシェアリング
VMware vSGA
View 5.2
vSphere5.1
GPUパススルー
VMware vDGA
View 5.3
vSphere5.5
GRID GPU
VMwareiew
vSphere
(2015年度リリース予定)
CTCではいち早い実用化を実現する為、
β版から各メーカーと共同で検証を実施しております

検証内容
CTCは3DCADソフトウェア（Siemens NX、SolidWorks、SolidEdge）取扱いしております。
弊社CADエンジニアが実際にVDI環境を操作し、各技術について独自に評価させていただいています。
CADエンジニア+インフラエンジニアによる評価

グローバル化する設計環境に向けて①
CTCデータセンター（日本）
Elastic CUVIC
3DCAD VDIデモ環境
日本にある設計データを
海外からシンクライアントでアクセス
「海外拠点から日本に接続し設計」の実現に向け
＜海外DC間接続サービスの提供に向けて検証中＞
ElasticCUVIC をご利⽤いただくだけで簡単にグローバルな
設計環境が構築可能に！
Elastic CUVICを
世界のDCと接続（検証中）

グローバル化する設計環境に向けて②
3DCAD仮想デスクトップも含め、様々なシステムについて海外DC間の
接続検証を実施しています。
システム名システム概要
VMware vSphere & Horizon View 3DCAD仮想デスクトップ
EI Manager 情報管理・⽂書管理システム
⾃⽴型データセンターデータセンター仮想化・BCP・海外DC連携
VDI環境 &
設計データ
シンクライアント接続
東京
シンガポールCTCマレーシア
データセンターデータセンターオフィス

PoCサービスについて
DELL PowerEdgeR720 NVIDIA GRID K1 or K2
「Siemens NX」「PTC Creo」など仮想デスクトップ環境でのCAD
メーカーサポートが続々とされてきておりますが、まだ認証されていない
ものも多くあります。
すべてのメーカーサポートを待っていては乗り遅れてしまいます。
また、メーカーサポートはパフォーマンスは保障してくれません。
設計環境の仮想デスクトップ化は、やはり実際に動かしてみないと！！
CTCでは既に多くのお客様に検証機材をお貸出し
本格導入に向けお客様と一緒に検証を実施

DELL社との協業について
CTCはDELL社のハイパフォーマンスコンピューティング、
グラフィックス仮想化技術に関する常設検証環境
「デルGPUソリューションラボ」
に協賛しています。
「PoCの前に1度環境を触ってみたい」、「デモを⾒てみたい」等
ご要望がありましたらCTCまたはDELL社営業まで是非ご連絡下さい！

１．CADメーカの使⽤許諾およびCertifyについて確認
２．運⽤・管理を考慮したソフトウェア選定
３．エンジニア/運用者による評価期間は必須
まとめ
本ソリューションに関しましてはハードウェアからソフトウェア
(仮想化、シンクライアントソフトウェア、CAD)までITシステムをトータルに取り扱う
CＴＣの特徴をフルに発揮させて頂けるソリューションだと考えております。
３DCADのシンクライアント化をご検討の際には是非CTCまでご連絡ください。

コーポレートロゴマークには、「世の中の変化を素早く読み取り、市場の変化に即応するだけでなく、
CTC⾃らがその変化を誘発する側に⽴とう」という熱い志を凝縮しました。
マークの下にある「Challenging Tomorrow‘s Changes」は、この志を一文で表したものです。

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