Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng là gì?
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng là một thành phần phần mềm hoặc dịch vụ có chức năng quản lý điện toán, bộ nhớ và các tài nguyên khác cần thiết để chạy mô phỏng. Các tổ chức hiện đại sở hữu những ứng dụng mô phỏng hoặc tái tạo các địa điểm và quy trình trong thực tế bằng kỹ thuật số. Các hệ thống mô phỏng này phải phân tích một lượng lớn dữ liệu hình ảnh và âm thanh để tạo ra những khung cảnh chân thực. Các hệ thống này cũng có thể cần thêm sức mạnh điện toán để xử lý những thay đổi về dữ liệu theo thời gian thực và duy trì độ chính xác của mô phỏng. Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng xử lý các tác vụ phân bổ tài nguyên để ứng dụng mô phỏng có thể hoạt động hiệu quả nhất.
Mô phỏng không gian là gì?
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng là công nghệ hỗ trợ quá trình tạo ra các mô phỏng không gian chi tiết.
Mô phỏng không gian là một kỹ thuật lập mô hình điện toán có khả năng tái tạo các hệ thống phức tạp với những thành phần không gian hoặc địa lý bằng kỹ thuật số. Kỹ thuật này cho phép tạo ra một môi trường ảo bắt chước hành vi trong thực tế và cho phép người dùng khám phá các tình huống khác nhau.
Mô phỏng xem xét nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như:
- Điều kiện môi trường
- Đặc điểm nhân khẩu học
- Các thay đổi vật lý và hóa học
Thuật ngữ không gian có hàm ý rằng mô hình mô phỏng dựa vào các thuộc tính thời gian và không gian khi tương tác với các mô hình khác hoặc thế giới ảo. Ví dụ: các lon kim loại có thể rỉ sét theo thời gian trong một môi trường ảo và có thể bị lõm khi đập bằng búa.
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng mang lại những lợi ích gì?
Dưới đây là một số lợi ích của việc sử dụng trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng.
Mô phỏng các mô hình phức tạp
Khi mô phỏng trở nên phức tạp hơn, lượng tài nguyên điện toán cần thiết cũng tăng lên đáng kể. Ví dụ: việc mô phỏng lưu lượng giao thông cho các thành phố lớn hoặc chuỗi cung ứng trên toàn quốc đòi hỏi các tương tác theo thời gian thực giữa hàng trăm nghìn thực thể.
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cho phép các nhà phát triển mô phỏng những hệ thống phức tạp bằng cách quản lý cơ sở hạ tầng cơ bản. Trình quản lý này phân phối khối lượng công việc trên các máy chủ một cách hiệu quả để các nhà phát triển có thể tập trung vào mô phỏng thực tế.
Điều chỉnh quy mô các mô phỏng của bạn
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng giải quyết các vấn đề về điều chỉnh quy mô. Để làm điều này, trình quản lý phân chia thế giới ảo của bạn theo không gian và phân phối các phần trên một cụm các phiên bản điện toán chạy trên đám mây.
Các phiên bản điện toán phối hợp với nhau để xử lý song song toàn bộ thế giới mô phỏng. Thế giới mô phỏng của bạn được hiển thị dưới dạng một không gian tích hợp duy nhất cho mọi thực thể bên trong cũng như cho tất cả các máy khách kết nối với mô phỏng.
Bạn sẽ không còn phải đơn giản hóa mô phỏng do giới hạn về hiệu năng phần cứng; thay vào đó bạn có thể bổ sung thêm năng lực điện toán trên đám mây.
Cắt giảm chi phí mô phỏng
Thông thường, các tổ chức phải cung cấp cơ sở hạ tầng phần cứng và phần mềm đắt đỏ cho các nhà phát triển để tạo và chạy mô phỏng. Điều này làm phát sinh các khoản đầu tư vốn khổng lồ và chi phí bảo trì liên tục.
Ngược lại, trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng chạy trên đám mây để quản lý tài nguyên một cách hiệu quả. Bạn chỉ phải trả tiền cho những gì bạn sử dụng và bạn có thể tự động tăng hoặc giảm quy mô theo yêu cầu.
Giảm thời gian phát triển
Thông thường, các nhà phát triển phải cung cấp công cụ lập mô hình, mô-đun bộ nhớ, phân tích dữ liệu và các thiết lập khác trước khi bắt đầu mô phỏng trực quan. Họ cũng phải cập nhật cấu hình và thực hiện thay đổi môi trường để theo kịp công nghệ. Điều này làm tốn nhiều thời gian và công sức phát triển.
Sử dụng cơ sở hạ tầng mô phỏng được quản lý cho phép bạn tập trung vào phát triển mã và nội dung mô phỏng thay vì các tác vụ bảo trì.
Những trường hợp sử dụng nào cần đến trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng?
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cho phép bạn mô phỏng các tình huống phức tạp một cách dễ dàng và có chi phí hợp lý. Sau đây là ví dụ về một số trường hợp sử dụng.
Lập kế hoạch sự kiện
Một sự kiện thành công phụ thuộc vào sự phối hợp chặt chẽ giữa nhiều bên và khả năng dự đoán những tình huống bất ngờ. Hoạt động lập kế hoạch thích hợp bắt đầu từ vài tháng hoặc vài tuần trước khi sự kiện diễn ra.
Những người lập kế hoạch sự kiện mô phỏng nhiều tình huống thực tế khác nhau, chẳng hạn như tình trạng giao thông, số lượng khách tham dự và sự cố chậm trễ để chuẩn bị cho các trường hợp tiềm ẩn và khắc phục sự cố.
Ứng phó tình huống khẩn cấp
Các tình huống khẩn cấp, chẳng hạn như thiên tai, tai nạn, và hỏa hoạn có tính chất vô cùng nguy hiểm và gây thiệt hại đáng kể về kinh tế.
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cho phép các nhân viên ứng cứu đầu tiên phỏng theo các tình huống khẩn cấp và vạch ra phương án ứng phó thích hợp. Trình quản lý này cũng cho phép các nhà quản lý thành phố kiểm tra các hệ thống ứng phó hiện có và đảm bảo chúng sẵn sàng cho tình huống thực tế có thể xảy ra.
Phát triển đô thị
Việc quy hoạch đô thị đòi hỏi phải xem xét nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm nhân khẩu học, tiện nghi, bất động sản, giao thông, giáo dục và môi trường.
Các nhà phát triển đô thị phải dự đoán được những ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đối với sự tăng trưởng và tính bền vững của cộng đồng trong tương lai. Họ sử dụng trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng để mô phỏng môi trường trong thế giới thực thông qua một mô hình toán học trên quy mô lớn để có thể đưa ra những dự báo thực tế.
Đào tạo
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng giúp chạy các chương trình mô phỏng đào tạo, chẳng hạn như mô phỏng chuyến bay. Với khả năng điện toán có quy mô linh hoạt, phần mềm đào tạo có thể bao gồm nhiều tham số hơn để phản ánh các điều kiện thực tế khi vận hành một chiếc máy bay trong đời thực.
Tương tự, các bác sĩ đang được đào tạo sử dụng trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng để mô phỏng các thủ thuật phẫu thuật với các tình huống giống hệt nhau.
Phát triển trò chơi
Các nhà phát triển trò chơi sử dụng trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng để kiểm thử các sản phẩm của họ với những tình huống chơi thực tế. Họ có thể đưa số lượng lớn các vật thể trong game vào các trò chơi thực tế ảo và kết nối chúng với logic trò chơi.
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng hoạt động như thế nào?
Thay vì mô phỏng toàn bộ thế giới, trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng chạy nhiều mô phỏng song song trên đám mây.
Tiếp theo, chúng tôi mô tả các đặc điểm và thành phần chính của trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng.
Lưới mô phỏng
Môi trường được mô phỏng bao gồm các thực thể động hoặc tĩnh như ô tô và cây cối nằm rải rác trên một khu vực rộng lớn. Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng phân chia thế giới mô phỏng thành nhiều phần ô vuông. Mỗi phần, được gọi là lưới mô phỏng, kiểm soát các thực thể trong ranh giới lưới.
Các ứng dụng không gian
Các ứng dụng không gian riêng lẻ kiểm soát lưới mô phỏng và cung cấp logic mô phỏng cho các thực thể. Mỗi ứng dụng không gian có toàn quyền kiểm soát một khu vực trong lưới, được gọi là vùng sở hữu.
Trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cung cấp đủ tài nguyên điện toán cho mỗi ứng dụng không gian để kết xuất hình ảnh, xử lý dữ liệu và thực hiện các tác vụ mô phỏng ảo khác một cách độc lập. Một số ứng dụng không gian có thể chạy từ cùng một đơn vị điện toán đám mây cơ bản, chẳng hạn như phiên bản Đám mây điện toán linh hoạt của Amazon (Amazon EC2).
Vùng đăng ký
Ứng dụng không gian có thể giám sát toàn bộ các thực thể cũng như môi trường mô phỏng bên trong vùng sở hữu của ứng dụng. Tuy nhiên, nó có thể cần biết các sự kiện thực thể ở những vùng khác của thế giới mô phỏng. Trong những trường hợp này, ứng dụng không gian tạo ra một vùng đăng ký.
Vùng đăng ký cho phép ứng dụng không gian nhận các sự kiện từ một khu vực mô phỏng liền kề thuộc sở hữu của các ứng dụng không gian khác. Ví dụ: một robot tự hành có thể sử dụng vùng đăng ký để nhận thông tin về địa hình trong phạm vi 100 foot phía trước.
Di chuyển thực thể
Trong thế giới mô phỏng, các thực thể có thể di chuyển từ lưới mô phỏng này sang lưới mô phỏng khác. Khi một thực thể đi qua các vùng sở hữu khác nhau, một ứng dụng không gian mới sẽ nắm quyền kiểm soát thực thể.
Tương tự, các thực thể cũng có thể di chuyển giữa các vùng sở hữu dưới sự kiểm soát của các ứng dụng không gian hoạt động từ những trình xử lý khác nhau. Trong những trường hợp này, trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng xử lý giao tiếp mạng để chuyển quyền kiểm soát sang một ứng dụng không gian mới.
Các tính năng chính cần tìm trong một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng là gì?
Một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng hiệu quả sẽ cho phép các tổ chức dễ dàng mô phỏng những tình huống phức tạp và bao gồm một số tính năng chính sau.
Cơ sở hạ tầng được quản lý
Chọn một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng tự động cung cấp các tài nguyên điện toán, kết nối mạng và dữ liệu cần thiết. Điều này cho phép bạn rút ngắn thời gian chuẩn bị khi tái tạo các tình huống ở thế giới thực trong thế giới mô phỏng.
Tích hợp ứng dụng tùy chỉnh
Một số dự án mô phỏng đòi hỏi có các ứng dụng tùy chỉnh để chạy cùng với logic không gian. Trong những trường hợp này, hãy chọn một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cho phép bạn tải lên phần mềm mô phỏng của riêng mình và trao đổi dữ liệu bằng mã mô phỏng.
Phân vùng không gian tự động
Phân vùng không gian sẽ chia nhỏ thế giới mô phỏng của bạn thành nhiều phân đoạn đồng nhất. Một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng mạnh mẽ thực hiện điều này một cách tự động dựa trên các cấu hình được định sẵn của bạn.
Hỗ trợ nhận thức của thực thể
Một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng thông minh đảm bảo rằng các thực thể duy trì nhận thức về không gian dù đang ở trong các lưới mô phỏng khác nhau. Trình quản lý này lưu trữ dữ liệu toàn cầu trong tất cả các phiên bản ứng dụng không gian. Điều này cho phép các thực thể di chuyển qua những khu vực mô phỏng khác nhau mà không mất đi nhận thức về không gian và bối cảnh.
AWS có thể hỗ trợ các yêu cầu về mô phỏng của bạn như thế nào?
AWS SimSpace Weaver là một trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng cho phép bạn tạo các mô phỏng máy tính phức tạp trên quy mô lớn.
SimSpace Weaver là một giải pháp được quản lý toàn phần và chạy trên cơ sở hạ tầng đám mây của Amazon Web Services (AWS). Các tổ chức có thể tạo mô phỏng về các hệ thống trong thế giới thực bằng SimSpace Weaver mà không cần đầu tư vào những giải pháp tại chỗ tốn kém.
Đây là những cách bạn có thể hưởng lợi từ AWS SimSpace Weaver:
- Sử dụng nhiều phiên bản Amazon EC2 để cung cấp tài nguyên điện toán, bộ nhớ và kết nối mạng
- Tích hợp với Unreal Engine 5 và Unity LTS Release để thu được kết quả mô phỏng chân thực
- Chạy mô phỏng tần số cao (tối thiểu 10Hz hoặc 15Hz) để đáp ứng các nhu cầu mô phỏng của bạn
Bắt đầu sử dụng trình quản lý cơ sở hạ tầng mô phỏng bằng cách tạo tài khoản AWS ngay hôm nay.
Các bước tiếp theo trên AWS
