從實體實驗室移轉至 Azure 實驗室服務的考慮

發行項
10/27/2023

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。當您從實體實驗室移轉至 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體驗降到最低，並將體驗優化。在本文中，您將瞭解從實體實驗室移轉至 Azure 實驗室服務的考慮和優點。

移至 Azure 實驗室服務的考慮

當您將實體實驗室移轉至 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（共用實驗室），例如多個類別，或是專用的（單一用途實驗室）？
實驗室的軟體需求為何？
實驗室硬體需求為何？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影像內容。不建議依原樣從實體實驗室重複使用相同的實驗室映射。

實驗室結構

實體實驗室通常是由來自多個課程的學生共用。因此，所有類別的軟體應用程式都會一次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：

可能需要大型磁片大小，才能安裝共用實驗室的類別所需的合併應用程式集。
相較于其他應用程式，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最密集的計算應用程式。

此層級的硬體會浪費給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。

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要和使用的費用。使用 Azure 實驗室服務時，實驗室的結構會更細微：

針對每個類別建立一個實驗室（或類別的會話）。
在實驗室的映射上，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，並有助於降低磁片大小需求（Azure 實驗室服務目前支援 127 GB 的磁片大小）。

當您使用 Azure 實驗室服務時，建議您使用單一用途實驗室。

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，以優化成本。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楚的設定和維護。
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。瞭解如何新增和管理實驗室使用者。
利用下列功能進一步優化成本：
- 排程是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在排程時數以外存取 VM 的時間量。

範例使用案例

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 且已註冊 100 名學生的工程課程。
使用 MATLAB 的數學課程，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 需要大量計算，因為它通常需要 GPU。

若要將此實體實驗室移至 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 映射：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：提供較少的計算能力，但適用于許多類別類型。成本每小時只有 55 個實驗室單位。

藉由使用不同的實驗室並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用，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
針對數學使用小型 GPU（視覺效果）大小的實驗室，估計有下列用法：
- 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。

藉由使用更細微的實驗室結構，執行實驗室的總節省量為 33%。此外，請記住，您只需要支付學生實際使用其 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。如需定價的目前詳細資料，請參閱 Azure 實驗室服務定價。

準備移轉至 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程式，以便：

識別每個類別所需的特定軟體應用程式。深入瞭解實驗室軟體需求。
瞭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 上設定映射時，需要此資訊才能選擇適當的 VM 大小。深入瞭解 Azure 實驗室服務中的 VM 大小調整。

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。請參閱類別類型，其中顯示如何為類別設定應用程式以及建議的 VM 大小的實際範例，這很有説明。

此外， Azure 計算資源庫對於建立和儲存自訂映射很有用。計算資源庫可讓您建立映射一次，並重複使用它來建立多個實驗室。

結論

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

下一步

開始建立實驗室計畫。
瞭解成本估計和分析。
瞭解實驗室的實驗室需求。
深入瞭解 Azure 實驗室服務中的 VM 大小調整。