Lịch sử Render Farm truyền thống và Cloud Rendering

Render Farm, hay còn được gọi Trang trại kết xuất, là một mạng máy tính sử dụng các lõi GPU và CPU hiệu suất cao chạy song song để hỗ trợ sản xuất và kết xuất CGI. Kể từ những năm 90, quy trình đổi mới này đã hỗ trợ các studio thiết kế và nhà sản xuất tạo ra các kết xuất đẹp mắt trong thời gian nhanh chóng, được sử dụng phổ biến cho animation và hiệu ứng hình ảnh trong phim, truyền hình trực tuyến và trò chơi điện tử.

Nếu bạn vẫn còn đang chưa rõ xu hướng mới này, hãy cùng iRender tìm hiểu thêm về nguồn gốc của thông qua lịch sử Render Farm trong bài viết ngày hôm nay. Bài viết sẽ trả lời cho bạn những câu hỏi liệu rằng chúng ta có nên tự xây dựng một trang trại hay không? Và liệu rằng Cloud Rendering (render farm dựa trên kết toán đám mây) có phải là một lựa chọn tốt hơn cho dự án của bạn?

Để bước vào khám phá lịch sử Render Farm chắc chăn bạn không thể bỏ qua những tóm tắt về sự ra đời của chúng. Render farm đầu tiên được xây dựng vào tháng 7 năm 1990. Bộ phận MultiMedia của Autodesk được giao nhiệm vụ sản xuất một đoạn quảng cáo ngắn có tên The Bored Room– đây là một bộ phim hoạt hình hoàn toàn do máy tính tạo ra, nhằm giới thiệu cho người dùng công nghệ bấy giờ sức mạnh và giá trị sản xuất của phần mềm mới được Autodesk ra mắt vào năm đó, có tên là 3D Studio DOS Release 1. Đây chính là phần mềm mà đến ngày nay vẫn được những họa sĩ hiện đại, những kiến trúc sư ưa chuộng và sử dụng phổ biến với tên gọi 3DS Max.

The Bored Room – một đoạn animation chỉ dài khoảng 8 phút, nhưng vào thời điểm đó, đây thật sự là một kỹ thuật vô cùng khó khăn và tốn rất nhiều thời gian.

Đoạn animation ngắn được render trong một căn phòng chứa đầy các máy trạm Compaq 386 chạy trên bộ xử lý 32-bit Intel 80386 – dòng CPU nhanh nhất hiện có vào thời điểm đó. Tuy nhiên, các máy trạm này không được kết nối mạng với nhau, mỗi máy được cài đặt để render riêng lẻ một frame độc lập đã được thu thập vào ổ lưu trữ định dạng lớn theo thứ tự lần lượt. Sau khi hoàn thành, đoạn animation tiếp tục được ghi lại từng khung hình một (frame by frame) trên Sony LaserDisc và sau đó được chuyển vào đĩa băng VHS (Video Home System – một loại đầu băng đắt đỏ chuyên được dùng để xem phim vào những năm 1980-1990, hiện đã bị khai tử vào năm 2016)

Jamie Clay là kỹ sư kỹ thuật chính được giao nhiệm vụ giám sát quá trình sản xuất. Người ta truyền nhau kể rằng, trong quá trình sản xuất, ông Clay thường xuyên mặc quần yếm của nông dân để làm việc và các đồng nghiệp của ông thường nói đùa về cách ông “canh tác từng khung hình”. Và đó cũng là lý do ông ấy bắt đầu gọi bộ sưu tập máy trạm của mình là một render farm.

Kể từ sau The Bored Room, lịch sử công nghệ đồ hoạ đã có những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ kết xuất, từ sức mạnh và tốc độ vi xử lý đến hiệu suất và chất lượng tác vụ. Ngày nay, tối ưu hóa mạng liên kết giữa các máy trạm cho phép thời gian render nhanh hơn và hình ảnh chất lượng cao hơn, cùng với sự ra đời của các công nghệ GPU đã tạo tác động lớn nhất đến việc mở rộng vai trò của các render farm như một công cụ đắc lực cho mô hình 3D. Hơn nữa, với khả năng truy cập Internet tốc độ cao và các công nghệ hiện đại như lưu trữ tệp trực tuyến và FTP, ngành công nghiệp render farm bước sang một tầng tiến hoá mới – công nghệ Cloud Rendering dựa trên đám mây cho phép bạn sử dụng các dịch vụ render từ ​​mọi nơi trên thế giới.

Một máy trạm đơn với bộ xử lý mạnh mẽ đi kèm với một chiếc card đồ hoạ tốt có thể hiệu quả cho các dự án mô hình 3D cá nhân, nhưng khi nói đến các dự án animation quy mô lớn hoặc thiết kế kiến ​​trúc, quy trình render sẽ vô cùng phức tạp và mất thời gian, và thực hiện trên một máy tính là điều không thực tế. Hầu hết các dự án sẽ ngốn thời gian sản xuất và tất cả tài nguyên CPU hoặc GPU của bạn. Các render farm được xây dựng để giải quyết các dự án lớn này với tính năng quản lý hàng đợi (queue) cho phép bạn render animation phức tạp nhât hoặc hình ảnh có độ chi tiết cao trong một thời gian rất nhanh.

Các render farm tại chỗ thường yêu cầu các kỹ sư kỹ thuật vận hành, kiểm soát, giám sát và bảo trì mạng trong quá trình render. Đây sẽ là một lựa chọn thực tế cho các studio có lợi nhuận đủ lớn và nguồn nhân lực dành riêng cho việc quản lý hệ thống máy chủ.

Chi phí cũng là một yếu tố quan trọng khi cân nhắc xây dựng một trang trại kết xuất. Mặc dù các máy trạm công suất lớn, vi kiến ​​trúc lõi tiên tiến và các sản phẩm hàng đầu đang dần phổ biến hoá, nhưng những công nghệ này vẫn không hề rẻ. Xây dựng một hệ thống máy chủ kết xuất tại chỗ ở nhà hoặc trong studio có thể là một quá trình khá đơn giản, nhưng việc duy trì nhân lực quản lý, sử dụng và bảo trì hệ thống mới là vấn đề tốn kém hơn về lâu dài.

Cụ thể, các dự án có thể mất hàng giờ hoặc nhiều ngày để hoàn thành và những cỗ máy của bạn sẽ phải luôn hoạt động để hoàn thành quá trình hậu kỳ. Một hệ thống máy chủ khổng lồ hoạt động tại chỗ 24 giờ trong một khoảng thời gian dài rất có thể sẽ:

•       Tăng đáng kể hóa đơn tiền điện của bạn
•       Các yêu cầu gỡ lỗi trên hệ thống
•       Bo mạch chủ bị cháy do tải quá nhiệt
•       Thay thế và sửa chữa tốn kém.

Đây là những lý do tại sao Cloud Rendering là một giải pháp thay thế khả thi hơn nhiều. Các render farm dựa trên kết toán đám mây là một cách để khai thác hiệu suất của trang trại một cách tối ưu với chi phí thấp hơn nhiều so với việc duy trì hệ thống tại nhà hoặc studio của bạn. Giải pháp này hoàn toàn dựa vào truy cập Internet tốc độ cao và FTP để gửi các tệp nguồn của bạn đến một hàng đợi (quece) để xử lý và render bằng các siêu máy tính được trang bị bộ vi xử lý mạnh nhất hiện có trên thị trường. Mỗi máy này được gọi là một “node”.

Các render farm trực tuyến hàng đầu thị trường đều sử dụng hàng trăm, thậm chí là hàng nghìn node với hàng nghìn lõi GPU hoạt động song song cho bất kỳ dự án nào. Đây thật sự là một giải pháp hiệu quả cho việc tăng tốc quá trình render chỉ trong nháy mắt theo đúng nghĩa đen. Một dự án có thể mất hàng tuần để hoàn thành, giờ đây dễ dàng hoàn thành trong vòng vài phút.

Điểm hấp dẫn nhất không chỉ là thời gian mà còn là chi phí sử dụng các dịch vụ này, thấp hơn rất rất nhiều so với các render farm tại chỗ, chỉ từ 40.000, cho phép bạn dễ dàng tính toán tổng chi phí render mà không bao giờ phải lo lắng về việc vượt quá ngân sách.

Trên đây, iRender đã tóm lược cho bạn về lịch sử Render Farm. Thông qua bài viết này, chắc chắn bạn đã có cái nhìn tổng quát cho mình về công nghệ này.

Ngày nay, khi ranh giới giữa công nghệ chuyên nghiệp và công nghệ tiêu dùng dần trở nên mờ nhạt, các studio độc lập nhỏ hơn và các nhà thiết kế tự do giờ đây đã có cơ hội tận dụng các dịch vụ render farm dựa trên kết toán đám mây. Nếu bạn vẫn còn thắc mắc về việc liệu loại dịch vụ này có xứng đáng với chi phí bỏ ra hay không, chúng tôi khuyên bạn nên đọc qua Hướng dẫn sử dụng dịch vụ Cloud Rendering của chúng tôi và thử trải nghiệm nó cũng như xây dựng một môi trường làm việc trên siêu máy tính cho riêng mình với bản dùng thử hoàn toàn miễn phí tại đây.

Happy Rendering with iRender!

Nguồn: Sưu tầm internet