[发明专利]基于GPU集群的渲染农场

摘要

本发明公开了一种基于GPU集群的渲染农场，利用高效率低能耗GPU构建分布式并行集群渲染系统，使计算能力达到、甚至超过超级计算机的计算性能；此发明解决数字创意制作过程中批量渲染问题；通过使用该发明，可高效完成三维动漫、影视特效、建筑设计等的制作，提高渲染速度40倍以上，降低渲染农场搭建的投入成本20％～70％，节省制作过程能源消耗60％-80％。

主权项

1.一种基于GPU集群的渲染农场，其特征在于，其构成和工作方式如下：该渲染农场由6部分组成：制作系统(1)，千兆交换机(2)，渲染控制与任务分发节点(3)，千兆以太网(4)，CPU+GPU异构双子渲染节点组(5)和海量存储设备(6)；其中，制作系统(1)由一组安装有3DMax、Maya等三维动画制作软件的计算机组成，其中每台计算机都与千兆交换机(2)连接；CPU+GPU异构双子渲染节点组(5)由一组CPU+GPU异构双子渲染节点组成，其中每个CPU+GPU异构双子渲染节点(7)由CPU主机节点(8)，PCIe主机接口卡(9)，PCIe连接电缆(10)和GPU并行渲染节点(11)组成。工作方式：制作系统(1)中计算机上运行3DMax、Maya等软件，完成三维建模和动画设计，得到待渲染的动画文件；待渲染的动画文件经千兆交换机(2)，传递给渲染控制与任务分发节点(3)；渲染控制与任务分发节点(3)将待渲染的动画文件分解成为若干静帧渲染任务，形成渲染任务队列，根据CPU+GPU异构双子渲染节点组(5)中每个CPU+GPU异构双子渲染节点(7)的负载情况，通过千兆以太网(4)将渲染任务队列中的静帧渲染任务依次分配给每个空闲的CPU+GPU异构双子渲染节点(7)；每个CPU+GPU异构双子渲染节点(7)工作时，其CPU主机节点(8)将静帧渲染任务分解为若干渲染子任务，并将其写入到PCIe主机接口卡(9)上，经由PCIe连接电缆(10)发送至GPU并行渲染节点(11)；由GPU并行渲染节点(11)对渲染子任务并行执行，完成渲染工作，得到渲染后的静帧；渲染后的静帧经由PCIe连接电缆(10)和PCIe主机接口卡(9)回传至CPU主机节点(8)，至此完成CPU+GPU异构双子渲染节点(7)的渲染工作；每个CPU+GPU异构双子渲染节点(7)将渲染后的静帧经由千兆以太网(4)发送至海量存储设备(6)，由海量存储设备(6)统一存储。利用本发明使计算能力达到、甚至超过超级计算机的计算性能，可高效完成三维动漫、影视特效、建筑设计等的制作，提高渲染速度40倍以上，降低渲染农场搭建的投入成本20％～70％，节省制作过程能源消耗60％-80％。