在家也能跑 AI 運算!世新大學怎麼讓學生遠端享用高端運算資源?

世新大學圖資長邱孟佑表示,世新大學圖資處需要管理學校 13 間電腦教室,除了在考試期間人滿為患導致管理繁複,在開學前也需要依照授課要求安裝特定軟體與程式系統,十分耗費 IT 人力。(Credit:TechOrange 科技報橘,攝影師:謝明欣。)
世新大學圖資長邱孟佑表示,世新大學圖資處需要管理學校 13 間電腦教室,除了在考試期間人滿為患導致管理繁複,在開學前也需要依照授課要求安裝特定軟體與程式系統,十分耗費 IT 人力。(Credit:TechOrange 科技報橘,攝影師:謝明欣。)

求學時期,學生一天會花三分之一的時間在校園學習,而學校提供的教學資源與校園中的軟硬體建設決定了學生的學習品質。為了協助學生因應科技時代掌握最新專業技術,也創造更高的教學品質,台灣各公私立大學正積極導入數據思維與系統,打造高效率的學習環境,更降低學習障礙與門檻。

無論是老師或學生,時下大學面臨最大的困難之一在於學習資源不足。對許多學生來說,專業軟體的費用十分高昂,往往難以負擔,且學生自己的電腦性能也很難順暢運作專業軟體,無法做到最有效的運算。過去學生為了處理課堂作業,常需要奔走電腦教室,但碰上期末或期中報告,教室總是人滿為患,尤其對需要使用特定軟體如 3D 建模、Render 算圖來完成作業的數位多媒體系、廣電系、資管系做作業更是困難重重。

於是,世新大學耗時半年規劃虛擬桌面(Virtual Desktop Infrastructure,以下簡稱 VDI)為基礎的學習雲平台,讓師生可以不用安裝任何軟體,也可以連到學習雲平台使用學校提供的教學授權專業軟體,更重要的是,當所有系統運算與資料都集中儲存在後端伺服器,學生在執行如 AI、大數據專案時,也不用依靠自家電腦的硬體設備,快速完成作業。

針對「教學需求」打造最有感的數位校園應用

「為了提升校園內的教學效率與降低學生的學習成本,我們在比較 20 幾家軟硬體廠商的產品規格、做足功課後,列出需求公開招標」,世新大學圖資長邱孟佑提及建構 VDI 電腦教室與學習雲平台對學校營運的優勢。

邱孟佑說到,世新大學圖資處需要管理學校 13 間電腦教室,除了在考試期間人滿為患導致管理繁複,在開學前也需要依照各系所老師的授課要求安裝如還原軟體、防毒軟體或特定的程式系統,有時還有可能臨時接到需求,使得圖資處同仁得重新建置映像檔,不只是耗費 IT 人力成本,更降低管理人員的工作價值。邱孟佑也說明,對老師來說,學生無法普遍擁有專業軟體也是一個教學上的困難,這往往導致老師降低相關作業的頻率,使得教學品質無法維持。

因此,擁有豐富校園系統建置經驗的泰瑩科技,依照世新大學的需求籌組建置學習雲平台與 VDI 教室,透過強化軟硬體整合,提升解決辦法的落地效率與成果。資訊解決方案供應商 Hewlett Packard Enterprise(以下簡稱 HPE)也利用多年建置 IT 架構的基礎,與泰瑩科技協作打造高彈性、高乘載力的校園數位系統;值得注意的是,其中學習雲平台就是由 12 台 HPE 伺服器與 HPE 3PAR 儲存系統組成,藉由硬體備援創造學習雲平台多人遠端登入與能高效運算 AI 專案的負載彈性。

除此之外,泰瑩科技也建構 3 間配備精簡型電腦的 VDI 電腦教室,更在開發雲平台系統登入代理程式,以防登入用戶過多導致系統過載。

學生自己在家也能連線跑 AI 運算

「學習雲平台可滿足師生教學、IT 管理以及使用分析三大需求,」世新大學圖資長邱孟佑表示,透過由 VDI 打造的虛擬電腦教室,學生只要用個人帳密登入系統,便能依系所族群選擇欲使用的硬碟映像檔版本,直接操作各系所教學上常使用的軟體;舉凡數媒系常用的 Unity、Maya, 廣電系需要的 Adobe Premiere Pro 剪輯軟體、資管系進修必備的 .NET framework、資料庫、大數據分析,甚至是 AI 運算環境等,目前已有 10 個不同的映像檔版本。

為了讓全校師生都能使用最新科技,世新大學一次部署 250 個 VDI 用戶端授權搭配系統登入代理程式,當 3 間 VDI 教室沒有排課時段,從晚上 6 點到隔日早上 8 點,使用者可用個人筆電遠端登入虛擬電腦教室使用專業軟體,也就是說,同學不再需要為了進行 Render 算圖或訓練 AI 模型苦守在電腦教室。

圖資長談到,「虛擬電腦教室除了可讓各種軟體資源發揮最大效益外,透過登入身分的分析,圖資處管理者還能掌握各軟體的使用頻率大數據,以作為未來購置評估。而每間教室的軟體映像檔也可機動彈性調整,讓維護管理更方便。」

2 個月內就部署成功,智慧校園雲平台系統上線速度其實超快

伺服器要同時乘載 AI 專案與最多 250 位用戶在線操作軟體並非易事。若沒有穩定的流量 IT 配置與硬體備援,操作上將出現連線不穩斷線、使用體驗極差的反效果。執行速度向來就是導入 VDI 解決方案的一大門檻,更是系統能否成功的關鍵。資訊解決方案供應商 HPE 利用多年協助企業數位轉型、AI 轉型的經驗,規劃世新大學雲平台的後端基礎架構。

「世新過去在內網骨幹傳輸上已經升級到 10G 的光纖網路,具備優秀的數位化基礎。」HPE 資訊系統技術經理馬西聰指出,為了增加系統的執行速度,HPE 採用固態硬碟(SSD)及全快閃式的儲存系統讓 VDI 的用戶可以快速開機無瓶頸或卡頓。

此外,所有於世新大學案例中部署的 HPE 伺服器都在事前經過合作夥伴 NVIDIA、VMware 等廠商認證通過,以提供完整的解決方案。也因為軟硬體整合性極佳,HPE 才能在世新大學發包後僅一個多月內,完成測試並上線運作。HPE 資訊系統技術經理馬西聰說明,由於發包與上線時間距離緊迫,設備的系統認證一方面在 HPE 實驗室建置,另一方面由泰瑩科技利用測試機模擬用戶端使用各種運算所需資源並切割配置,等到機器就定位後系統可立即遷移上線。

HPE 於世新大學機房中設立學習雲平台。(Credit:TechOrange 科技報橘,攝影師:。)
HPE 於世新大學機房中設立學習雲平台。(Credit:TechOrange 科技報橘,攝影師:謝明欣。)

數位校園下一步:每個 E 化講桌都升級 VDI 系統

圖資長邱孟佑指出,伺服器的穩定度是所有虛擬系統、運算程式的必備基礎,要能一次執行好幾百 GB 的建模軟體,記憶體必須充足。此外,由於所有使用者的運算資料都集中儲存在後台,學習雲平台儲存系統的容錯(fault tolerance)機制及可靠度更成為當初評比的關鍵。

為了不讓學生在操作中出現當機、系統緩慢等障礙,馬西聰強調,在世新大學的專案 HPE 特別選擇 HPE 3PAR 儲存系統,藉由配置雙控制器架構(可擴充至 4 個),在當一個控制器停止運作,儲存系統可以不中斷轉換到另一個控制器,大幅提升營運的可靠度、彈性與可擴充性。

另外,在系統上線後,HPE 伺服器中的 iLO 韌體也會將 IT 架構的使用資訊整理匯出。這對系統的管理者來說,不僅能快速掌握軟硬體各項資源的使用量數據,還能精準規劃下一階段系統升級的資源調配。

系統上線至今,圖資處仍不斷進行微調,好讓 GPU 資源配置給適當的軟體使用,以達最佳效能。邱孟佑分享自己的 AI 研究專案,過去使用 CPU 運算光是 3 千張照片就需耗時 3 天才能讓模型訓練逐漸收斂,而透過學習雲的 GPU,不到 1 天就可完成。

學習雲平台是世新大學邁向智慧校園的第一步,未來當越來越多使用者開始利用 VDI 遠端存取學習雲平台資源,更多的數位化工程將著手進行,包括每間實體教室的 E 化講桌可升級為精簡型電腦,圖書館數位化以及播放學生影像作品的分眾公播平台等,世新大學準備要用最新科技讓學生與產業界無縫接軌。

(本文提供合作夥伴轉載。)

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