從實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務的考量因素

發行項
05/30/2024

重要

Azure 實驗室服務將於 2027 年 6 月 28 日淘汰。如需詳細資訊，請參閱淘汰指南 (英文)。

Azure 實驗室服務可讓您提供實驗室環境，讓使用者可以在一天中的任何時間從任何地方存取。當您從實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務時，應該重新評估實驗室結構，以將實驗室建立者和使用者的成本降到最低，並最佳化體驗。在本文中，您將了解從實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務的優點和考量因素。

移至 Azure 實驗室服務的考量因素

當您將實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務時，您應該考慮下列層面：

實驗室結構為何？實驗室是否用於不同的用途 (共享實驗室)，例如多個類別，或是專用 (單一用途實驗室)？
實驗室的軟體需求為何？
實驗室的硬體需求有哪些？共用實驗室必須滿足所有使用案例的需求，因此需要更高的需求。

若要獲得最佳效益，您必須整體重新評估實驗室和映像內容。不建議依原樣從實體實驗室重複使用相同的實驗室映像。

實驗室結構

實體實驗室通常是由多個課程的學生共用。因此，所有類別的軟體應用程式都會同時安裝在每個實驗室電腦上。當課程使用實驗室時，學生只會執行與其班級相關的應用程式子集。

這種類型的實體電腦實驗室通常會導致硬體需求增加：

可能需要大型磁碟，才能安裝共用實驗室類別所需的合併應用程式集。
相較於其他應用程式，有些應用程式需要更多的處理能力，或需要特殊處理器，例如 GPU。藉由在同一個實驗室電腦上安裝多個應用程式，每部電腦都必須有足夠的硬體來執行運算密集的計算應用程式。

此層級的硬體對於只使用實驗室來執行需要較少記憶體、計算能力或磁碟空間的應用程式類別來說非常浪費。

Azure 實驗室服務的設計目的是更有效率地使用硬體，因此您只需支付使用者實際需使用的費用。使用 Azure 實驗室服務時，實驗室的結構會更精細：

針對每個類別建立一個實驗室 (或類別的工作階段)。
在實驗室映像上，只會安裝該特定類別所需的軟體應用程式。

此結構有助於根據特定工作負載識別每個類別的最佳 VM 大小，並協助降低磁碟大小需求 (Azure 實驗室服務目前支援 127 GB 的磁碟大小)。

當您使用 Azure 實驗室服務時，建議您使用單一用途實驗室。

若要深入瞭解如何在 Azure 實驗室服務系統管理員指南中建構實驗室。

福利

使用單一用途實驗室有許多優點 (例如，每個實驗室一個類別)：

為每個實驗室選取正確的 VM 大小，以最佳化成本。請參閱下列範例使用案例和成本分析。
實驗室 VM 只包含其用途所需的軟體。這可簡化實驗室建立者對實驗室的設定和維護，並為實驗室使用者提供更清晰的資訊。
控制每個個別實驗室的存取權。實驗室使用者只會獲得所需的實驗室和軟體存取權。了解如何新增與管理實驗室使用者。
利用下列功能進一步最佳化成本：
- 排程可用來根據每個類別的排程自動啟動和停止實驗室中的所有 VM。
- 配額可讓您控制每個班級的學生可以在排程時數以外存取 VM 的時間量。

使用案例範例

請考慮下列實體實驗室組態，其中實驗室是由多個類別共用：

使用 SolidWorks 註冊 100 名學生的工程課程。
數學課程使用 MATLAB，也註冊了 100 名學生。

由於我們的實體實驗室是由這兩個類別共用，因此每個實驗室電腦都已安裝 SolidWorks 和 MATLAB，以及各種其他常見的應用程式，例如 Word 或 Excel。此外，請務必注意 SolidWorks 需要更密集的計算，因此通常需要 GPU。

從實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務：

建立兩個實驗室：一個用於工程類別，另一個用於數學類別。
建立兩個 VM 映像：一個已安裝 SolidWorks，另一個使用 MATLAB。

由於 SolidWorks 需要 GPU，因此工程實驗室會使用 小型 GPU (視覺效果) VM 大小。數學課程的實驗室只需要中型 VM 大小。

下圖顯示將這個實體實驗室遷移至 Azure 實驗室服務時，實驗室結構如何變更。

成本分析

在此範例中，這兩個 VM 大小的使用量每小時成本大不相同：

小型 GPU (視覺效果)：提供高計算能力，因此，成本為每小時 160 個實驗室單位。
中型：提供較少的計算能力，但適用於許多類別類型。成本每小時只有 55 個實驗室單位。

藉由使用不同的實驗室併為每個實驗室指派最小的適當 VM 大小，您可以節省執行實驗室的總成本。

請考慮學生使用其 VM 總計 10 小時的使用案例：

使用小型 GPU (視覺效果) 大小的單一實驗室，由工程和數學課程的學生共享，估計有下列用法：

10 小時 * 200 名學生 * 160 個實驗室單位/小時 = 320000 個實驗室單位
使用小型 GPU (視覺效果) 大小進行工程和使用中型數學的單獨實驗室估計具有以下用法：
- 工程課程實驗室：10 小時 * 100 名學生 * 160 個實驗室單位/小時 = 160000
- 數學課程實驗室：10 小時 * 100 名學生 * 55 個實驗室單位/小時 = 55000
工程和數學實驗室總數為 215000。

藉由使用更精細的實驗室結構，執行實驗室的總節省為 33%。此外，請記住，您只需要支付學生實際使用 VM 的時數。如果學生使用 VM 較少，實際成本就會較低。

重要

成本估計僅供範例之用。如需價格的最新詳細資料，請參閱 Azure 實驗室服務價格。

準備遷移至 Azure 實驗室服務

當您開始使用 Azure 實驗室服務時，IT 和教職員應儘早協調規劃流程，以便：

識別每個類別所需的特定軟體應用程式。深入了解實驗室軟體需求。
了解學生使用實驗室執行的工作負載。

當您建立實驗室並在範本 VM 上設定映像時，需要此資訊才能選擇適當的 VM 大小。深入了解 Azure 實驗室服務中的 VM 大小。

若要確保您選擇適當的 VM 大小，建議您從符合應用程式硬體需求的最小 VM 大小開始。然後，讓教職員連線到實驗室 VM，以驗證學生執行的常見工作負載，以確保效能和體驗已足夠。參閱類別類型非常實用，其中顯示如何設定類別應用程式以及建議的 VM 大小的實際範例。

此外，Azure Compute Gallery 有助於建立和儲存自訂映像。計算資源庫可讓您一次性建立映像，並用它重複建立多個實驗室。

推論

Azure 實驗室服務提供許多優點，可最佳化執行實驗室的成本、簡化設定和維護，以及進行更精細的存取控制。為了獲得最佳效益，建議您在 Azure 實驗室服務中建構實驗室，以便具有單一用途。例如，為每個教室訓練建立個別的實驗室。

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