«Начинка» дата-центра
Серверное оборудование расположено в дата-центре компании «Гражданские самолеты «Сухого» на территории предприятия. Для поддержки клиентов с ресурсоемкими графическими задачами графику задействовано 13 серверов в следующей конфигурации:
- Lenovo NeXtScale nx360 M5
- 2 x Intel Xeon CPU E5-2667 v4 @ 3.20GHz
- 512GB RAM
- 3 x NVIDIA GRID K2
Что касается непосредственно оснащения АРМ, то машины для работы с графикой отличаются только емкостью оперативной памяти: на производительных системах установлено 32 ГБ ОЗУ, в то время как на остальных – 6 ГБ. При этом используется экономичный графический профиль (220q). С точки зрения производительности, требуемой для систем моделирования, этого оказалось достаточно.
Серверы с виртуальными АРМ и серверы с информационными системами компании расположены в одном дата-центре и соединены высокопроизводительными каналами 10 Гбит\с через систему коммутации серверной фермы. Клиентские рабочие станции подключаются к серверам через LAN (100 Мбит/с), а часть АРМ с удаленных площадок соединены с ЦОД через защищенные каналы WAN.
Компактный дата-центр корпоративного класса на 24 стойки оснащен прецизионными кондиционерами, а четыре ИБП на 64 кВт и аккумуляторная обеспечивают примерно 3 часа автономной работы при стандартной нагрузке. Такой запас времени необходим ввиду отсутствия ДГУ, который не монтировали в связи со сложностью установки на территории ОКБ.
Россыпь интерфейсов
USB 3.0 и SATA 3 дело не ограничивается — других интерфейсов
на GA-P55A-UD4 тоже хватает. Помимо привычных внутренних USB, FireWire и IDE,
тут есть редкие LPT- и FDD-порты. Разъемов расширения много: два PCIe x16, два PCI
и три PCIe x1; под оперативную память выделено четыре слота. Дополнительно к
двум SATA Rev. 3 есть парочка eSATA на фронтальной панели и шесть разъемов на
привычный SATA 2.
Такое разнообразие повредило дизайну платы. Слишком большой
процессорный кулер может перекрыть слоты оперативной памяти, а внутренний
разъем FireWire зажат между парой PCI: доступ к нему закроется, если установить
PCI-карту. То же касается и выходов LPT и FDD: они расположены на краю платы впритирку
к нижнему слоту PCI — остается лишь порадоваться, что сегодня эти интерфейсы
практически не используются.
Gigabyte 333 «Onboard Acceleration»
Хотелось бы несколько подробнее остановиться на упомянутой выше философии дизайна «333 Onboard Acceleration», рекламируемой компанией Gigabyte и присутствующей в плате GA-P55A-UD4.
Первой составляющей данного «маркетингового трио» является интерфейс SuperSpeed USB3, добавленный посредством контроллера NEC PD720200F1. USB3.0, как вы уже наверное знаете – это третья основная версия популярного стандарта «Универсальная Последовательная Шина» (Universal Serial Bus), которая позволяет подключить к порту всяческие периферийные устройства вроде мышей, флешек, внешних жестких дисков и Wi-Fi адаптеров на более высокой скорости. Мы не будем перечислять все преимущества USB 3.0, это не входит в рамки данной статьи. О USB 3.0 вы можете почитать подробнее .
Второй составляющей «333 Onboard Acceleration» является улучшенное питание периферии, подключаемой к портам USB — Gigabyte называет это USB3x Power Boost. Порты USB 2.0 и USB 3.0 изначально, разумеется, поддерживают питание внешних устройств, однако слишком большое их количество «навешанное» на порт или слишком их большое энергопотребление может привести к отказу порта. Стандартные USB 2.0 имеют лимит максимальной нагрузки по току 500 мА, спецификации USB 3.0 увеличивают его до 900 мА. Но на материнской плате Gigabyte GA-P55A-UD4 обе эти величины возросли в три раза (поэтому и USB3x), таким образом, еще больше внешних устройств могут быть «запитаны» от этих портов без помощи адаптеров питания. Самый простой пример – компактные HDD и DVD-приводы, которым вечно не хватало питания по USB порту.
Сила тока, подаваемая на порт USB2.0 в данном случае увеличилась с 500 мА до 1500 мА, а максимальный ток по шине USB 3.0 поднялся с 900 мА до 2700 мА (!). Такая мера, естественно, никак не повлияет на скорость передачи данных. Зато особо прожорливые устройства вроде внешних 2,5’’ «коробочек» под винчестеры перестанут внезапно отключаться в самый ответственный момент от недостатка электропитания. Особенно это будет полезно тем, кто использует одновременно массу USB-устройств (а кто же их не использует?) и разнообразные USB-концентраторы.
Каждый порт USB защищен отдельным низкоомным предохранителем, что обеспечит защиту порта от всяческих замыканий и перегрузок и не позволит его «спалить» в экспериментах.
Конечно, предохранители на материнской плате снижают напряжение с номинальных пяти вольт до 4,6 вольт (обычно). Но фишка в том, что предохранители с низким сопротивлением, стандартные для всех последних материнских плат, у Gigabyte довольно эффективны (снижение до 4,8 Вольт против 4,6 Вольт у стандартных предохранителей этого типа). Можно долго спорить о целесообразности предохранителей на портах USB и влиянии их на стабильность работы устройств, однако вспомним один факт – Gigabyte всегда гарантирует качество своих плат, и вряд ли они стали бы делать что-то в ущерб стабильности.
Последняя фишка «Gigabyte 333» заключается в наличии портов SATA III 6 Гбит/с, обеспечиваемых микроконтроллером Marvell SE9128.
В то время как классические жесткие диски еще не достигли пределов стандарта SATA 3 Гбит/с, отдельные твердотельные накопители (SSD) уже достигают скоростей чтения данных порядка 2 Гбит/с, что достаточно для образования так называемого «узкого горлышка» SATA в массивах RAID. Благодаря включению двух портов стандарта 6 Гбит/с SATA III в арсенал материнской платы Gigabyte GA-P55A-UD4 (через Marvell SE9182), пользователь получает некоторый запас на будущее, то есть платформе не страшен выход новых скоростных накопителей, которым в рамках старого SATA II может стать «тесно».
SATA 6 Гбит/с также открывает возможности для создания невероятно быстрых массивов из SSD в режиме RAID 0.
В данном моменте у компаний-производителей материнских плат всегда возникал вопрос, как выбить дополнительную пропускную способность шины PCI Express под устройства SATA III и как все это совместить с остальными устройствами, установленными на материнской плате. ASUS решила проблему установкой моста PLX. Мост позволил добавить пропускную способность PCI Express между контроллером Marvell SE9128 и чипсетом P55, и решить проблемы с ограничениями скорости.
Gigabyte в этом месте просто соединил контроллер Marvell SE9128 с чипсетом Intel P55 Express напрямую. В результате, если в систему установлена одна видеокарта, то никаких проблем не возникнет, и пропускной способности PCI Express хватит на всех, однако если установить две карты в режим SLI/Crossfire, то линий PCI Express станет недостаточно.
Методика тестирования
Поскольку рассматриваемые продукты выполнены на достаточно своеобразном наборе системной логики, которому отведены второстепенные функции (контроллер памяти и шина PCI Express для связи с графическими адаптерами перенесены в кристалл процессора), ждать хоть какой-нибудь разницы в быстродействии ПК, собранных на базе разных продуктов, слишком наивно. Наши тесты лишь подтвердили это, и в рамках изучения потенциала протестированных продуктов мы переключились на ознакомление с функциональностью и возможностями плат с точки зрения разгона.
Интересными оказались и данные об энергопотреблении – между системами наблюдаются довольно значительные отличия, наглядно демонстрирующие эффективность внедрения соответствующих технологий в платах разного уровня от различных брендов.
Чем заменить ПК?
Инфраструктуру VDI нередко используют как альтернативу ПК, заменяя ею устаревающие персональные компьютеры на рабочих местах сотрудников. Для оборудования рабочих мест вместо ПК закупаются более дешевые тонкие клиенты (ТК), а старые компьютеры продолжают работать в качестве ТК до физической поломки. Характерно, что ТК потребляют меньше электроэнергии по сравнению с обычными ПК, даже с учетом энергопотребления серверов и дисковых массивов в ЦОД, также составляющих инфраструктуру VDI. Кроме того, обслуживание рабочих мест на базе VDI менее трудозатратно, что позволяет высвободить ИТ-персонал для решения других задач.
Данный проект – именно тот случай. На момент его подготовки ИТ-инфраструктура компании включала в себя сотни рабочих станций инженеров-разработчиков и порядка тысячи персональных компьютеров офисных пользователей. Этот разнородный парк персональных систем состоял из устройств разных моделей и конфигураций, что усложняло и удорожало их обслуживание. К тому же на тот период они уже устарели и практически полностью подлежали замене.
Помимо замены ПК и рабочих станций перед компанией стояла еще одна важная задача – повышение уровня информационной безопасности для защиты интеллектуальной собственности и предотвращения утечек данных. А разросшийся и сложный парк унаследованного оборудования затруднял решение накопившихся проблем и задач традиционными способами, например, с помощью VPN.
Таким образом, основными причинами для старта данного проекта стали, во-первых, необходимость замены унаследованного парка ПК и, во-вторых, потребность в организации прозрачного кроссплатформенного защищенного удаленного доступа с возможностью подключения с неавторизованных устройств.
В проекте VDI в компании увидели возможность комплексно решить множество проблем с доступом к различным сервисам, причем тонкие клиенты не только обеспечивали удобство централизованного управления\администрирования и безопасность, но и имели эстетичный внешний вид и компактные размеры.
Заметим, что замене подлежала значительная часть персональных компьютеров, вот только, как обычно бывает, бюджет при этом был ограничен, поэтому важно было рационально потратить каждый рубль, выбрав оптимальное решение из нескольких конкурирующих предложений. И это решение должно было справляться с достаточно «тяжелыми» задачами
Альтернатива рабочей станции
Всего офисных пользователей насчитывалось порядка 1000 человек, еще 400 человек работали с ресурсоемкими графическими приложениями. Их нужно было либо обеспечивать мощными рабочими станциями, либо воспользоваться более современным решением – VDI.
В частности, компания «Гражданские самолеты Сухого» использует в конструкторско-технологической подготовке производства достаточно сложную архитектуру информационных систем. Проектирование ведется в CATIA и NX, при этом самолет имеет полностью оцифрованную 3D-модель. Для частичного оформления 2D-геометрии и для последующей передачи конструкторской документации нескольким предприятиям-изготовителям применяется AutoCAD. Инженерные расчеты на прочность, аэродинамику, динамику жидкости и газов, выполняются в системах NASTRAN/PATRAN и ANSYS, единое хранение инженерных данных осуществляется в системе Teamcenter.
Хотя еще в начале 2015 года компания VMware объявила о поддержке NVIDIA GRID vGPU в решениях VMware Horizon и vSphere, реализовать подобные решения на VDI – непростая задача, требующая серьезных ресурсов, затрат и грамотного подхода, однако она была успешно решена. Результаты оказались вполне достойными, и в техническом, и в финансовом плане.
«На любой вкус и цвет»
Мы упоминали, что задачи чипсета Intel P55 в основном сводятся к поддержке периферии, плат расширения и накопителей. Поэтому выпуск устройств, чем-то отличающихся друг от друга, был прогнозируем не в таких масштабах.
Ведущие производители материнских плат представили в общей сложности свыше 50 моделей. Особенно отличились Gigabyte и ASUS, в активе которых 11 и 9 вариаций на тему Intel P55 соответственно.
Подобный подход позволит удовлетворить запросы требовательных пользователей и выбрать устройство даже среди продуктов одного вендора. Однако такое разнообразие вносит сумятицу в ряды покупателей, ведь разобраться в отличиях близких по характеристикам моделей будет нелегко.
Массовая платформа не должна быть дорогой: при стартовых ценах на процессоры в исполнении LGA1156 от $230 и основную массу плат в районе $200 возникает вопрос о целесообразности траты таких средств, ведь за те же деньги можно купить классический вариант Core i7 – Bloomfield.
Поэтому многие заинтересованные в апгрейде наверняка сменят комплектующие ПК ближе к Новому году. К тому времени цены должны прийти в норму (или снизиться, называйте как удобнее), а предпраздничные скидки станут дополнительным стимулом к покупкам. А пока… вниманию самых нетерпеливых уже сейчас предложен широчайший ассортимент материнских плат на базе Intel Р55. Главное – не потеряться в этом великолепном разнообразии.
Альтернатива рабочей станции
Всего офисных пользователей насчитывалось порядка 1000 человек, еще 400 человек работали с ресурсоемкими графическими приложениями. Их нужно было либо обеспечивать мощными рабочими станциями, либо воспользоваться более современным решением – VDI.
В частности, компания «Гражданские самолеты Сухого» использует в конструкторско-технологической подготовке производства достаточно сложную архитектуру информационных систем. Проектирование ведется в CATIA и NX, при этом самолет имеет полностью оцифрованную 3D-модель. Для частичного оформления 2D-геометрии и для последующей передачи конструкторской документации нескольким предприятиям-изготовителям применяется AutoCAD. Инженерные расчеты на прочность, аэродинамику, динамику жидкости и газов, выполняются в системах NASTRAN/PATRAN и ANSYS, единое хранение инженерных данных осуществляется в системе Teamcenter.
Хотя еще в начале 2015 года компания VMware объявила о поддержке NVIDIA GRID vGPU в решениях VMware Horizon и vSphere, реализовать подобные решения на VDI – непростая задача, требующая серьезных ресурсов, затрат и грамотного подхода, однако она была успешно решена. Результаты оказались вполне достойными, и в техническом, и в финансовом плане.
Результаты внедрения
В результате реализации проекта VDI компания «Гражданские самолеты «Сухого» получила более высокий уровень защиты при передаче и хранения важной информации, обеспечила централизованное управление ИТ-инфраструктурой рабочих мест и предоставление сотрудникам необходимых ИТ-сервисов. На архитектуру VDI было переведено 1400 пользователей, в том числе 400 мест 3D VDI
По итогу получилось, что стоимость внедрения VDI оказалась сопоставимой с заменой парка ПК.
В архитектуре VDI все данные хранятся на серверах и системах хранения данных в ЦОД. Такое решение обеспечивает гораздо более эффективное по сравнению с полнофункциональными рабочими станциями использование вычислительных ресурсов и ресурсов хранения данных, а также предоставляет функциональные инструменты для централизованного администрирования рабочих станций.
Немаловажным фактором является также централизованное обеспечение безопасности инфраструктуры VDI и сам факт хранения критичной для бизнеса информации в ЦОД, физическая безопасность которого поддерживается на высоком уровне.
Еще одно преимущество VDI состоит в том, что при возникновении потребности в новом рабочем месте оно создается в любой доступной конфигурации, а когда в нем отпадет необходимость – также просто удаляется. Таким образом, при наличии современных интернет-каналов можно выделить серьезные вычислительной мощности пользователям в любой точке страны, что нельзя сделать с физической машиной, которая стоит у пользователя под столом.
При реализации подобных решений важен правильный выбор программно-аппаратного комплекса — основы VDI.
«Начинка» дата-центра™
Серверное оборудование расположено в дата-центре компании «Гражданские самолеты «Сухого» на территории предприятия. Для поддержки клиентов с ресурсоемкими графическими задачами графику задействовано 13 серверов в следующей конфигурации:
- Lenovo NeXtScale nx360 M5
- 2 x Intel Xeon CPU E5-2667 v4 @ 3.20GHz
- 512GB RAM
- 3 x NVIDIA GRID K2
Что касается непосредственно оснащения АРМ, то машины для работы с графикой отличаются только емкостью оперативной памяти: на производительных системах установлено 32 ГБ ОЗУ, в то время как на остальных – 6 ГБ. При этом используется экономичный графический профиль (220q). С точки зрения производительности, требуемой для систем моделирования, этого оказалось достаточно.
Серверы с виртуальными АРМ и серверы с информационными системами компании расположены в одном дата-центре и соединены высокопроизводительными каналами 10 Гбит\с через систему коммутации серверной фермы. Клиентские рабочие станции подключаются к серверам через LAN (100 Мбит/с), а часть АРМ с удаленных площадок соединены с ЦОД через защищенные каналы WAN.
Компактный дата-центр корпоративного класса на 24 стойки оснащен прецизионными кондиционерами, а четыре ИБП на 64 кВт и аккумуляторная обеспечивают примерно 3 часа автономной работы при стандартной нагрузке. Такой запас времени необходим ввиду отсутствия ДГУ, который не монтировали в связи со сложностью установки на территории ОКБ.
Быстрее ветра
|
Все разъемы SATA стоят перпендикулярно текстолиту, что не всегда удобно при работе в тесном корпусе. |
И хотя разгонный потенциал у платы большой, нам куда
интереснее было посмотреть в работе новые интерфейсы — SATA Rev. 3 и USB 3.0.
Оборудование для тестов мы получили с боем и в канун сдачи номера: в России жестких
дисков с SATA Rev. 3 и USB 3.0-устройств очень мало, достать их очень тяжело.
Первым мы тестировали винчестер Seagate Barracuda XT с интерфейсом SATA Rev. 3. На жестком диске стоят четыре пластины по 500 Гб (суммарный
объем — 2 Тб), скорость вращения шпинделя составляет 7200 оборотов в минуту, а
буфер обмена — внушительные 64 Мб.
Подключение Seagate Barracuda XT по SATA Rev. 3 ничем не
отличается от стандартной установки через SATA 2: разъем порта тот же, кабели
одинаковые. А вот с настройками надо повозиться. SATA Rev. 3 работает на линии
PCIe, и для полной скорости интерфейсу нужен PCIe 2.0. Это ограничивает
количество линий для видеокарты: так, если включить для жесткого диска
скоростной режим Turbo Mode, то для Radeon HD 5970 останется только PCIe x8.
Правда, выяснилось, что на практике разницы в режимах работы винчестера нет. В
любом состоянии скорость чтения Barracuda XT составляет в среднем 110 Мб/с, а
записи — 90 Мб/с. При подключении по SATA 2 показатели падают до 80 и 70 Мб/с соответственно.
С тестом USB 3.0 оказалось значительно сложнее. Мы очень
надеялись получить внешние диски My Book 3.0 от Western Digital,
но в последний момент выяснилось, что в Россию их запретили ввозить из-за
аппаратного шифрования (на момент сдачи номера этот вопрос еще не был решен). К
счастью, совсем скоро у нас появятся первые HDD-боксы на USB 3.0 — и тогда-то
мы точно проверим все возможности нового интерфейса.
Внешний вид GA-P55A-UD4
Начнем с общего плана и взглянем на то, как материнская плата Gigabyte GA-P55A-UD4 могла бы выглядеть после того, как мы ее достали из коробки.
Слоты расширения включают три PCI Express x1, два PCI Express 2.0 x16 и пару «классических» слотов PCI-32. На нижней грани материнской платы расположены порты для флоппи, COM, принтера, USB, Firewire и IDE-устройств.
В SLI/Crossfire видеокарты работают в режиме x8/x8. На материнской плате GA-P55A-UD4 достаточно пространства для видеокарт, занимающих по два слота. В этом случае пользователю останется доступным один PCI Express 1x слот и один PCI-32 слот.
В этом углу Gigabyte GA-P55A-UD4 находится сам чипсет Intel P55 Express под небольшим радиатором, коннектор IDE, гнездо для подключения индикаторов и кнопок корпуса, два гнезда для подключения внешних панелей с USB-портами, а между слотами PCI расположено гнездо для подключения панели с портами Firewire (на фотографии, расположенной выше оно закрыто пластиковой заглушкой). Тут же установлены шесть портов SATA II, соседствующих с двумя портами 6 Гбит/с SATAIII.
Материнская плата Gigabyte GA-P55-UD4 поддерживает до 16 Гб оперативной памяти DDR3-800/1066/1333/2200, которую можно установить в четыре слота DIMM. На нижней грани, под слотами для памяти, расположен 24-пиновый коннектор ATX.
GA-P55A-UD4 поддерживает процессоры для сокета 1156, в их число входит как серия Intel Core i5 700, так и Core i7 800. Радиаторы, установленные на материнской плате GA-P55-UD4 довольно компактны и не помешают инсталляции хорошего оверклокерского кулера. А теперь давайте посмотрим, как Gigabyte GA-P55A-UD4 поведет себя при разгоне…
Выводы
Материнская плата Gigabyte GA-P55A-UD4 включает в свой арсенал два новомодных стандарта, которые уже стали довольно важными в наши дни, и будут просто необходимы в ближайшем будущем – USB 3.0 и 6 Гбит/с SATA III.
SATA 6 Гбит/с – важный шаг вперед для интерфейса SATA, который позволит увеличить пропускную способность и скорости передачи данных, особенно актуально это для приобретающих популярность твердотельных накопителей. Уже сегодня в некоторых случаях мы можем видеть ограниченность интерфейса SATA 3 Гбит/с. Будущее наступает, и топовым SSD нужно больше скорости.
В следующие пять лет на рынке накопителей позиции SSD будут лишь укрепляться, будут появляться все более скоростные модели, при этом цены будут все ниже. Возможно, SSD будет применяться для хранения ваших программ и операционной системы, в то время как музыка, фильмы и прочие данные, занимающие много места, будут храниться на обычных винчестерах. Gigabyte GA-P55A-UD4 полностью готова к будущему, ее можно брать, как говорится, «на вырост».
Помимо SATA III в материнской плате присутствует интерфейс SuperSpeed USB 3.0. На данный момент главная цель USB 3.0 – обеспечить хорошую скорость для передачи данных к внешним устройствам вроде флешек, переходников («коробочек») для жестких дисков, просто внешних жестких дисков и прочих скоростных устройств, которые уже сегодня USB 2.0 просто не в состоянии обслужить. USB 3.0, напротив, имеет достаточно высокую пропускную способность для любых внешних накопителей существующих на данный момент. Взять хотя бы простой пример – фильм в формате HD объемом 25 Гб. Посредством USB 3.0 его можно передать с домашнего компьютера на внешний жесткий диск всего за 70 секунд, тогда как у USB 2.0 эта операция заняла бы 13,9 минут, а у USB 1.0 и вовсе 9,3 часа. На горизонте маячат еще более интересные устройства для USB 3.0 – например, внешние USB-мониторы и HD-вебкамеры.
USB 3.0 – это действительно перспективная вещь. Многие не купят материнскую плату, если на ней не будет пары портов USB3.0, но при этом легко купят матплату, на которой не будет портов 6 Гбит/с SATA III.
Плюс ко всему, Gigabyte GA-P55A-UD4 может похвастать улучшенным питанием устройств, подключенных к USB. Несмотря на спецификации, на USB2.0 подается ток силой в 1500 мА, а на USB3.0 до 2700 мА. Говоря простым языком, вы сможете подключить к своему компьютеру намного большее количество разнообразных «прожорливых» USB-устройств. Более того, станет возможно подключение к одному порту большого количества внешних устройств через USB-концентраторы и не возникнет никаких проблем с недостаточным их питанием.
Помимо стабильности, Gigabyte позаботилась и о безопасности – порты USB на данной материнской плате защищены индивидуальными предохранителями от всяческих коротких замыканий и прочих неприятных неожиданностей.
Стоит еще напомнить о том, что материнская плата Gigabyte GA-P55A-UD4 отвечает требованиям верхнего уровня мейнстримового сектора продуктов на чипсете Intel P55 Express. Поддерживаются как SLI, так и Crossfire, плата прекрасно подойдет для любителей игрушек, она имеет длинный список разнообразных портов и коннекторов, легче перечислить чего на ней нет, чем то, что на ней есть. Что говорят бенчмарки? Они сообщают ожидаемые для платформы, основанной на P55 Express, цифры. Мы без проблем разогнали процессор, подняв BCLK с 133 МГц до 210 МГц, что является обычным лимитом для материнских плат с сокетом 1156.
Если вы ожидаете «второго пришествия» материнских плат на чипсете Intel P55 Express – не ждите. Отличное решение уже есть. За 190$ вы получаете превосходное качество сборки, высокую стабильность и внушительный набор функций, так что глупо было бы не рекомендовать Gigabyte GA-P55A-UD4 нашим читателям.
Официальный русскоязычный сайт Gigabyte — www.gigabyte.ru
Андрей Бакс
17/05.2010
