什麼是模擬基礎設施管理員？
模擬基礎設施管理員是一種軟體元件或服務，可管理執行模擬所需的運算、記憶體和其他資源。現代組織擁有數位模擬或重新建立真實世界場所和程序的應用程式。這類模擬系統必須分析大量的視覺和音訊資料，才能建立沉浸式場景。此外還需要額外的運算能力，來處理即時資料變更並確保模擬準確性。模擬基礎設施管理員會處理資源配置工作，以便模擬應用程式可最有效地執行。
什麼是空間模擬？
模擬基礎設施管理員是支援建立詳細空間模擬的技術。
空間模擬是一種運算建模技術，它以數位方式重建具有空間或地理元件的複雜系統。它涉及建立模擬真實世界行為的虛擬環境，並允許使用者探索各種情境。
模擬考慮許多因素，例如：
- 環境條件
- 人口特徵
- 物理和化學變化
空間一詞表示模擬模型在與其他模型或虛擬世界互動時依賴時間和空間屬性。例如，金屬罐子在虛擬環境中可能會隨時間的流逝生鏽，並且用錘子敲打時可能會凹陷。
模擬基礎設施管理員提供哪些優勢？
以下是使用模擬基礎設施管理員的一些優勢。
模擬複雜的模型
隨著模擬的複雜性增加，所需的運算資源數量也會顯著增加。例如，模擬主要城市或全國供應鏈的交通流量涉及數十萬實體之間的即時互動。
模擬基礎設施管理員透過管理底層基礎設施，讓開發人員能夠模擬複雜的系統。它能夠有效地跨伺服器分配工作負載，讓開發人員能夠專注於實際的模擬工作。
擴展模擬
模擬基礎設施管理員能夠解決擴展問題。它會在空間上分割虛擬世界，並將各個部分分散到雲端中執行的運算執行個體叢集。
這些運算執行個體協同工作，以平行處理整個模擬世界。這個模擬世界對其中的所有內容以及連線至它的所有用戶端都顯示為一個單一的整合空間。
您不再需要因為硬體效能限製而簡化模擬，因為您可以在雲端中新增更多運算能力來處理更複雜的模擬。
降低模擬成本
傳統上，為建立和執行模擬，組織需要為開發人員提供昂貴的硬體和軟體基礎設施。這需要大量的資本投資和持續的維護成本。
相比之下，模擬基礎設施管理員在雲端執行，能夠高效地管理資源。您只需為用量付費，並且可以根據需要自動縱向擴展或縮減規模。
減少開發時間
傳統上，在開始視覺模擬之前，開發人員必須佈建建模引擎、記憶體模組、資料分析等內容。他們還必須更新組態並變更環境以跟上技術的發展。這增加了開發時間和工作量。
藉助受管模擬基礎設施，您可以專注於開發模擬內容和程式碼，而不用操心維護任務。
哪些使用案例需要模擬基礎設施管理員？
模擬基礎設施管理員使您能夠以經濟實惠的方式輕鬆模擬複雜情境。接下來我們來看一些使用案例範例。
活動策劃
一個成功的活動依賴於多方的緊密協調和未雨綢繆。要制定周全的活動計畫，通常需要提前幾個月或幾週進行。
活動策劃者會模擬各種真實生活情境，例如交通狀況、賓客人數和延誤，未雨綢繆。
緊急回應
自然災害、事故和火災等緊急狀況是會造成重大經濟損失的危險狀況。
模擬基礎設施管理員允許緊急狀況回應者重現緊急狀況，並制定適當的回應措施。它還讓城市管理者測試現有的回應系統，確保為可能的現實情境做好準備。
城市發展
城市規劃需要考慮各種因素，包括人口、便利設施、房地產、交通、教育和環境。
城市開發商必須預測不同變數對未來人口增長和可持續性的影響。他們使用模擬基礎設施管理員透過數學模型大規模模擬真實世界的環境，以實現更接近現實的預測。
培訓
模擬基礎設施管理員可協助執行培訓模擬計畫，例如飛行模擬。憑藉可擴展的運算能力，訓練軟體可以包含更多參數，以反映現實生活中操作飛機的真實條件。
接受培訓的醫生可以使用模擬基礎設施管理員，在與現實情景完全相同的情景中進行模擬外科手術。
遊戲開發
遊戲開發人員可以使用模擬基礎設施管理員，透過真實的遊戲情境來測試遊戲。他們可以在虛擬實境遊戲中引入大量的遊戲物件，並將物件與遊戲邏輯聯繫起來。
模擬基礎設施管理員如何運作？
模擬基礎設施管理員不是模擬整個世界，而是在雲端執行多個平行模擬。
接下來，我們將描述模擬基礎設施管理員的主要特徵和元件。
模擬網格
模擬環境由移動或靜止的實體組成，例如散佈在大面積區域的汽車和樹木。模擬基礎設施管理員將模擬世界分成許多方形區段。每個區段稱為模擬網格，控制其邊界內的實體。
空間應用程式
各空間應用程式控制模擬網格並為實體提供模擬邏輯。每個空間應用程式都完全控制網格內的一個區域，稱為擁有區域。
模擬基礎設施管理員為每個空間應用程式提供足夠的運算資源，讓應用程式能夠單獨渲染圖像、處理資料和執行其他虛擬模擬任務。多個空間應用程式可能在同一個基本雲端運算單元上執行，例如都在 Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) 執行個體上執行。
訂閱區域
空間應用程式能夠完整檢視其擁有區域內的實體和模擬環境。但是，它可能需要了解模擬世界其他部分的實體事件。在這種情況下，空間應用程式會建立一個訂閱區域。
訂閱區域允許空間應用程式從擁有相鄰模擬區域的其他空間應用程式接收事件。例如，一台自主機器人可以使用訂閱區域接收 100 英尺之外的地形資訊。
實體移動
在模擬世界中，實體可能會從一個模擬網格移動到另一個模擬網格。當一個實體在擁有權不同的區域之間移動時，擁有該實體移動後所在區域的空間應用程式將控制該實體。
同樣的，由不同工人操作的空間應用程式也可以控制實體在不同擁有區域之間移動。在這種情況下，模擬基礎設施管理員會處理網路通訊，以將控制權轉移到新的空間應用程式。
模擬基礎設施管理員需要具備哪些關鍵特點？
一個優秀的模擬基礎設施管理員可以讓組織毫不費力地模擬複雜的情境，並具備以下的一些關鍵特點。
受管基礎設施
選擇一個能夠自動佈建必要的運算、網路和資料資源的模擬基礎設施管理員。這使您在模擬世界中重建實體世界情境時可以縮短準備時間。
自訂的應用程式整合
一些模擬專案需要自訂應用程式與空間邏輯一起執行。在這種情況下，應選擇一個讓您能夠上傳自己的模擬軟體並與模擬程式碼交換資料的模擬基礎設施管理員。
自動化空間分割
空間分割將模擬世界分割成多個統一的部分。強大的模擬基礎設施管理員能夠根據預定義組態自動化此操作。
實體感知支援
智慧型模擬基礎設施管理員可確保即使實體位於不同的模擬網格中仍保持空間感知。它會在所有空間應用程式執行個體中儲存全域資料。這允許實體跨越不同的模擬區域而不會失去內容和空間感知。
AWS 如何支援您的模擬需求？
AWS SimSpace Weaver 是一個模擬基礎設施管理員，可讓您大規模建立複雜的電腦模擬。
SimSpace Weaver 在 Amazon Web Services (AWS) 雲端基礎設施上執行，是一種全受管的解決方案。組織可以使用 SimSpace Weaver 建立真實世界系統的模擬，而無需投資昂貴的內部部署解決方案。
以下是您可透過使用 AWS SimSpace Weaver 獲益的方法：
- 使用多個 Amazon EC2 執行個體提供運算、記憶體和網路資源
- 與 Unreal Engine 5 和 Unity 長期支援版本整合提供身臨其境的模擬結果
- 執行高頻模擬 (低至 10Hz 或 15Hz) 以滿足模擬需求
立即建立 AWS 帳戶，開始使用模擬基礎設施管理員。
