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電影製作人不斷提高標準，力求使電影動畫像真人動作一樣逼真，這要歸功於 3D 計算機生成 (CG) 圖形的改進。 這些努力可以獲得巨大的回報——詹姆斯·卡梅隆的《阿凡達》賺取了鉅額財富並獲得了三項奧斯卡金像獎。 但是，正如紐西蘭數字特效製作公司 維塔數碼 可以證明的那樣，要費盡心思地創造出三米高的藍色生物發光外星人，需要前所未有的計算能力和資料儲存——而這些資源很可能會被後續專案所超越。
“我所見過的最大變化是電影的複雜性，從《指環王》開始，”維塔的資料中心繫統管理員保羅·岡恩說。維塔公司負責製作了《指環王》電影三部曲以及《阿凡達》中令人驚歎的視覺效果。 這種複雜性的很大一部分來自於電影製作人要求數字渲染的角色和場景即使在特寫鏡頭中也變得更加栩栩如生。
維塔資料中心的主要工作是渲染，這是一個將紋理、陰影、反射和其他視覺方面新增到數字影像的過程，“將其變成我們可以在螢幕上製作的東西，”岡恩說。《阿凡達》的圖形渲染需要超過 4,300 臺計算機伺服器（包含近 35,000 箇中央處理器核心）的服務，才能將數字影像處理成電影質量的視覺效果——該公司將其系統稱為“渲染牆”。 對於《阿凡達》，數百名視覺特效藝術家將數萬億位元組的工作資料輸入到渲染牆中，渲染牆將這些計算機設計的影像精細化，使其更接近最終產品。
“我們無法預測藝術家需要什麼，因此我們必須為他們提供各種各樣的資源來使用，”岡恩說。“這可能會很麻煩，因為我們資料中心環境的動態變化很快。 我們最終會遇到來自幾位藝術家對特定電影鏡頭的大量需求激增，這些鏡頭由一堆單獨的幀組成。”
這歸結為對相似或相同資料的大量需求，例如計算機程式碼，該程式碼建立了 潘多拉 雨林中樹葉的紋理，潘多拉是《阿凡達》故事發生的土星衛星。“紋理是一組常用資料，用於使電影具有統一的外觀，”岡恩說。“過去，我們在許多不同的檔案伺服器上都有這段程式碼。” 這是低效的，因為電影影像的相同 4TB 主副本駐留在資料中心的其他 10 個位置。 如果在一個伺服器上更新了資料，岡恩和他的團隊就必須確保在儲存該資料的所有伺服器上更新相同的資料。
對於《阿凡達》，維塔和位於加利福尼亞州森尼維爾市的資料儲存提供商 NetApp 並沒有生成包含 10 個相同資訊副本的 40TB 資料，而是設計了一個系統，使藝術家可以訪問快取資料。 快取是一個臨時記憶體緩衝區，用於儲存最常使用的資料，這種設定旨在使資料訪問更快、更高效。 維塔和 NetApp 在維塔的網路上建立了多個快取伺服器，以處理大量使用者請求訪問電影視覺效果檔案的情況。
所有渲染牆機器都訪問這些 NetApp 快取檔案伺服器，這些伺服器又訪問電影影像的主副本。 當主影像發生更改時，這些更改也會自動反映在快取檔案伺服器中，延遲時間極短。 快取伺服器僅儲存電影藝術家最需要的資料，事實證明，這大約是原始 4TB 資料集的 800GB。“然而，這 800GB 的資料足以響應超過 97% 的資料請求，”岡恩說。
NetApp 的 FlexCache 軟體 用於自動平衡渲染牆的吞吐量要求，以防止形成資料請求瓶頸。“快取的關鍵在於瞭解哪些資料需求量最大以及誰在需求它，”NetApp 副總裁兼總經理布倫丹·豪斯說。
岡恩表示，他無法談論維塔目前和未來電影專案（包括 《霍位元人》 或《人猿星球》續集 《猩球崛起》）中使用的任何技術，但他可以說，自從公司為《阿凡達》實施快取以來，他們已經能夠改進該技術，使其系統更加高效。