12 - 2011

Консолидация графических станций как новый класс решений на рынке САПР

Сегодня на корпоративном рынке графических станций прослеживается тенденция консолидации решений, когда сами графические станции консолидируются в центрах обработки данных (ЦОД), а пользователи работают с ними удаленно, используя для этого нулевых клиентов. Такой подход имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционным сценарием использования локальных графических станций. Однако пока далеко не все компании, занимающиеся производством графических станций, готовы предоставить решения для их консолидации. Пожалуй, сегодня только одна российская компания может предложить решение для консолидации графических станций. Это компания DEPO Computers, которая в настоящий момент является крупнейшим производителем графических станций в России. Подробно о решении для консолидации графических станций нам рассказал руководитель направления компании DEPO Computers Антон Лебединец.

«CАПР и графика»: До сих пор наиболее типичный сценарий работы с CAD­приложениями — это работа проектировщика на локальной графической станции. Что заставило компанию DEPO Computers предложить иные сценарии работы с графическими станциями?

Антон Лебединец: Как известно, корпоративный рынок движется в направлении консолидации и виртуализации систем, «облачных» сервисов. Первоначально технология виртуализации и консолидации систем была реализована на обычных пользовательских ПК. Идея заключалась в том, чтобы перенести все основные вычислительные ресурсы и приложения в центры обработки данных (ЦОД) и предоставлять доступ к ним пользователям с применением тонких клиентов или различного рода терминалов. Данная идея весьма логична, поскольку консолидация и виртуализация вычислительных ресурсов — это и удобство обслуживания, и максимальная эффективность ее использования, поскольку технология виртуализации предоставляет возможность перераспределения вычислительных ресурсов в зависимости от потребности.

Однако до сих пор виртуализации и консолидации подвергались лишь приложения, нетребовательные к графической подсистеме. Что касается приложений, требовательных к графической подсистеме, то есть приложений, где необходима детализация и визуализация контента (например, различных CAD­приложений), всё не так просто. Проблема заключается в том, чтобы передавать из удаленных графических станций на клиентские ПК огромный поток информации, генерируемый графической подсистемой, без потери производительности.

«Лезвие» блэйд-сервера в качестве графической станции

«Лезвие» блэйд-сервера в качестве графической станции

До недавнего времени решение этой задачи было просто невозможным. Более того, если проблема консолидации графических станций в настоящее время уже решена, то проблема виртуализации графических станций до сих пор не имеет решения.

Наша компания накопила огромный опыт в проектировании и создании графических станций и готова предложить своим заказчикам различные инновационные решения. И если сейчас на рынке становятся востребованными решения для консолидации графических станций, то кому как ни нам предлагать подобные решения.

СГ: А что представляет собой решение для консолидации графических станций, предлагаемое компанией DEPO Computers?

А.Л.: С точки зрения пользователя консолидированная система выглядит совершенно прозрачно. То есть пользователь работает точно так же, как если бы это была обычная графическая станция. Различие заключается лишь в том, что на столе пользователя стоит только миниатюрный тонкий клиент, а сама графическая станция удалена от пользователя и располагается в ЦОД. Причем сам ЦОД может быть как локальным, то есть в рамках сети предприятия, так и удаленным, и тогда доступ к ЦОД реализуется через Интернет. К примеру, теоретически могут быть провайдеры, предоставляющие в аренду консолидированные графические станции совместно с CAD­приложениями. Конечно, в этом случае встает вопрос о безопасности хранения данных, но еще раз отмечу, что доступ к удаленным консолидированным графическим станциям через Интернет — это лишь теоретическая возможность.

Сама графическая станция, расположенная в ЦОД, может представлять собой одно из «лезвий» блэйд­сервера либо просто устанавливаться в стойку в шасси толщиной 1 или 2 U.

В разработанном нашими инженерами блэйд­сервере для консолидации графических станций одно «лезвие» блейд­сервера может поддерживать до двух процессоров Intel Xeon, до 96 Гбайт оперативной памяти и любые профессиональные полноразмерные графические карты. То есть по своей конфигурации такое «лезвие» может представлять собой очень высокопроизводительное решение. Ну а в шасси блэйд­сервера можно устанавливать до десяти подобных «лезвий». Естественно, что в шасси блейд­сервера предусмотрено резервирование питания по схеме 3+1, а управление отдельными «лезвиями» возможно через KVM­свич. Кроме того, поддерживается подключение по сетевому интерфейсу Ethernet и по InfiniBand.

Еще одно доступное решение, которое мы будем предлагать нашим заказчикам, — это графическая станция в шасси 1 U для установки в стойку. Это решение также поддерживает любые профессиональные графические карты и может быть как одно­, так и двухпроцессорным.

СГ: А чем такое решение для консолидации графических станций отличается от банального удаленного доступа?

А.Л.: Самая главная составляющая решения для консолидации графических станций — это технология, позволяющая работать с удаленной графической станцией через терминал точно так же, как если бы это была локальная станция. В нашем случае мы используем технологию от компании Teradici, основанную на протоколе PC­over­IP (PCoIP), которая воплощена в железо нашим партнером — компанией Leadtek.

Нулевой клиент DEPO Sky Zero

Нулевой клиент DEPO Sky Zero

Teradici PCoIP — это решение для сжатия видеопотока по оптимизированному алгоритму, которое позволяет перейти от отдельных рабочих станций к удаленным тонким клиентам. Смысл решения заключается в том, что протокол PCoIP сокращает объем передаваемых данных, что обеспечивает высокую производительность даже при работе с мощными графическими приложениями и при этом позволяет пользоваться всеми преимуществами безопасности и поддержки, свойственными удаленным решениям.

Замечу, что предлагаемое нами решение — это первая реализация технологии Teradici PCoIP, и пока подобных решений на рынке больше никто не предлагает.

С аппаратной точки зрения предлагаемое нами решение выглядит следующим образом. На каждой удаленной графической станции (хост­машине) устанавливается хост­карта аппаратного сжатия тех ресурсов, которые планируется передавать в сеть, то есть графики, звука и устройств ввода­вывода информации. Хост­карта перехватывает необходимую информацию и перебрасывает ее в сеть, предварительно сжимая.

На стороне клиента устанавливается тонкий клиент. Точнее, это даже не тонкий, а нулевой клиент. В компьютере клиента нет ни накопителя с данными и операционной системой, ни процессора. Всё, что есть, — это контроллер и прошивка, позволяющая подключиться к удаленной хост­машине, а также два интерфейса для подключения мониторов. Естественно, на нулевом клиенте имеется аппаратный декодер, который разжимает передаваемую от хост­машины информацию.

При подключении нулевого клиента к сети он находит доступные для подключения графические станции (хост­машины), и пользователь выбирает, к какой именно графической станции подключиться.

Самое главное, что данное решение позволяет не терять производительность. То есть если подключить монитор к графической станции локально, то картинка на нем не будет отличаться от картинки на мониторе, подключенном к нулевому клиенту. Картинки на обоих мониторах будут абсолютно синхронны, и никакого подтормаживания и падения FPS (кадров в секунду) на мониторе нулевого клиента не наблюдается.

Данное решение предполагает, что один клиент одновременно может работать только с одной графической станцией, а одна графическая станция может взаимодействовать только с одним клиентом. То есть данное решение пока не предполагает средств виртуализации.

СГ: Решение по консолидации графических станций на основе технологии Teradici PCoIP как­то привязано к операционной системе?

А.Л.: Никакой привязки к операционной системе нет. То есть на самой графической станции может быть установлена операционная система Windows или Linux. Дело в том, что хост­карта, устанавливаемая на хост­машине, абсолютно прозрачна для операционной системы и не требует установки каких­либо драйверов. То есть с точки зрения операционной системы никакой хост­карты вообще не существует. А сама хост­карта перехватывает сигнал и передает его в сеть абсолютно незаметно для операционной системы.

СГ: А есть какие­то требования на полосу пропускания сетевого соединения?

А.Л.: Прежде всего нужно отметить, что никакой выделенной полосы пропускания не требуется. Естественно, необходимая полоса пропускания зависит от сценария нагрузки, реализуемого в CAD­приложении. Наши эксперименты показывают, что сетевой трафик в 100 Мбит/с не достигается даже для очень ресурсоемких сценариев загрузки.

СГ: Предусматривает ли предлагаемое вами решение возможность виртуализации в будущем?

А.Л.: Консолидация и виртуализация — это два разных пути развития. Что касается возможности виртуализации, то ситуация следующая. В настоящее время на рынке имеется несколько решений для виртуализации — это решения, базирующиеся на протоколах RemoteFX от компании Microsoft, HDX от компании Citrix и PCoIP от компании VMWare. Однако если говорить о CAD­приложениях, то ни одно из этих решений не может сегодня обеспечить приемлемой производительности. Ожидается, что уже в следующем году компании NVIDIA и VMware представят свое новое решение для виртуализации графических процессоров. И если в ходе тестирования выяснится, что данное решение сможет обеспечить приемлемую производительность для CAD­приложений, то мы cразу же предложим нашим клиентам решение для виртуализации графических станций.

СГ: Планируете ли вы в будущем наращивание функциональных возможностей предлагаемого решения по консолидации графических станций?

А.Л.: В скором будущем мы планируем добавить возможность удаленного включения и выключения графических станций с терминала. В настоящий момент, чтобы пользователь со своего нулевого клиента мог подключиться к удаленной графической станции, необходимо, чтобы эта станция была включена. В будущем мы сделаем так, чтобы пользователь мог самостоятельно удаленно включать и выключать графическую станцию без участия системного администратора.

СГ: А какова стоимость такого решения для консолидации графических станций?

А.Л.: Реализация удаленного доступа к графической станции стоит примерно 1500 долл. Хотя, на мой взгляд, сравнивать по стоимости решение для консолидации графических станций с локальной графической станцией не совсем корректно. Все же это абсолютно разные продукты, ориентированные на различные сегменты рынка и предлагающие различную функциональность.

СГ: Если попытаться вкратце сформулировать основные пре­имущества решения для консолидации графических станций в сравнении с локальными графическими станциями, то что бы вы выделили? Как убедить пользователя, что данное решение ему необходимо?

А.Л.: Мы не ставим своей задачей убедить пользователей в необходимости такого решения. Есть пользователи, которым это просто не нужно. К примеру, если речь идет о небольшой компании, в которой насчитывается десяток графических станций, то в решении для консолидации графических станций просто нет нужды. Для таких случаев мы предлагаем традиционные локальные графические станции.

Решения для консолидации графических станций ориентированы на НИИ, «оборонку» и различные конструкторские бюро, которые имеют определенные требования по защите информации.

Консолидация, безопасность и отказоустойчивость — вот три главных преимущества, которые предоставляет наше решение для консолидации графических станций.

САПР и графика 12`2011