Приветствуем вас! В этой статье, состоящей из трех частей, будет рассказано об опыте работы и результатах тестирования новой рабочей станции, которую приобрел весной 2021 года наш клиент.
Автор опишет конфигурацию рабочей станции, её функционал, и представит результаты тестирования и продемонстрирует производительность в практических примерах, на основе текущих проектов.
Статья будет интересна тем, кто хочет узнать о порядке разработки нового ПК и о том, как тщательно подобрать компоненты будущей системы для ее эффективной работы.
В первой части статьи будут изложены требования к системе, которые обосновал клиент и будут подобраны комплектующие данного ПК. Также будет дано описание программного обеспечения, которое подходит к конкретной рабочей станции.
Предисловие
Последний раз клиент обновлял компьютер в 2013 году — это была замечательная система на базе Xeon E3-1240v2 и 32 Гб ОЗУ. Рабочая станция показала себя с превосходной стороны. За годы он её немного проапгрейдил: добавил памяти, заменил SSD, заменил систему охлаждения, и заменил графический ускоритель. Именно на этой системе по достоинству были оценены возможности архитектуры NVIDIA Turing и стека RTX.
Сейчас практически всё программное обеспечение обновлено с учетом поддержки возможностей современных архитектур CPU и GPU. А само оборудование уже отработало свой ресурс и не справляется с продолжительными рабочими нагрузками. В качестве операционной системы в данной системе выступала ОС семейств Linux, а именно CentOS 7.X. С Windows на Linux клиент перешел около 6 лет назад, и превосходно выполняет ежедневные обязанности, связанные с работой над графикой и визуализацией, а также в работе над технической документацией.
Летом 2020 года было принято решение обновить рабочую станцию на срок до 5 лет. Менять оборудование раз в 2 - 3 года, это слишком быстро, а вот раз в 5 - 6 лет — самый оптимальный период. При этом компьютеры работают практически без выключения и всегда подключены к сети Интернет, и к ним необходимо получать доступ из любой точки мира с телефона, планшета или ноутбука.
Для клиента концепция Клиент-Сервер остается очень актуальной, ему важно получать доступ не только к операционной системе и ПО, но и к оборудованию, например, для обслуживания системы или удаленного запуска/выключения.
Первая рабочая станция, любезно подготовленная специалистами компании DigitalRazor была создана по данным требованиям, и обладала хоть и не полным, но достаточно широким функционалом.
Так как клиент работает над несколькими проектами, тратить время на сборку вручную сейчас не представлялось возможным, и было принято решение вновь заказать готовую сборку, но с персонализированной конфигурацией. Клиент обратился к нам, и наши специалисты были готовы помочь в реализации его пожеланий.
Представленную вашему вниманию статью мы разделили на несколько разделов:
- Требования и пожелания к системе;
- Описание комплектующих системы;
- Программное обеспечение;
- Особенности конфигураций для поддержки Linux;
- Заказ компьютера и его доставка;
- Тестирование рабочей станции;
- Возможности Supermicro и удобство эксплуатации;
- Обновление и ремонт системы.
В некоторых разделах клиент дает ряд комментариев и рецензий.
Требования и пожелания к системе
Первое, что было сделано — написаны ключевые требования к системе. По своей сути, новая рабочая станция должна быть как КамАЗ: постоянно работать и быть неприхотливой в обслуживании, а также поддерживать разнообразные возможности.
Ключевыми задачами, выполняемыми на ней, являются:
- 3D Моделирование
- Процедурное моделирование;
- Моделирование с помощью фотограмметрии;
- 3D Текстурирование
- 3D Визуализация (LookDevelopment, Shading & Lighting);
- Разработка шейдеров на OSL и C++
- Композитинг
- Видеомонтаж в формате 2K и 4K
Как видите, это большой спектр задач и каждая из них требует определенных возможностей как от CPU, так и GPU. Важным требованием со стороны программного обеспечения является полноценная поддержка операционных систем семейства Linux, в частности, RHEL 8 и Fedora 31.
Для реализации потребностей мы обратились к выбору не доступных и популярных компонентов, а специализированных решений для серверов и рабочих станций.
Мы сразу определились с выбором комплектующих для рабочих станций на основе чипсета Intel W480, что упростило выбор среди материнских плат. Требования к оборудованию, которые были составлены на основе планируемых задач, представлены следующими пунктами:
- CPU с 10/20 ядер/потоков;
- CPU с поддержкой всех основных наборов инструкций;
- CPU без встроенного GPU;
- Объем ОЗУ 128 Гб;
- Возможность создания RAID-массива;
- Поддержка установки SSD M.2;
- Поддержка шины PCI-Express 3.0 x16;
- Поддержка удаленного запуска и выключения системы;
- Поддержка установки ОС и ПО по сети через BMC (Поддержка IPMI);
- Поддержка сети 2.5Gbit Ethernet;
- GPU с объемом памяти более 12Gb;
- Жесткий диск для постоянных данных 2Tb и выше;
- SSD SATA 3 для ОС и ПО объемом 1Tb;
- SSD M.2 для текущих проектов объемом 1Tb.
Написав данный список, мы начали выбирать удовлетворяющие требованиям комплектующие.
Комплектующие системы
Определившись с требованиями, мы перешли к подбору комплектующих. Не все производители компьютерных комплектующих могут предоставить необходимый функционал. Наиболее близкими были материнские платы от ASUS, но, к сожалению, у них не было заявлено полноценной поддержки Linux, что было критически важно для клиента. Также продукты ASUS обладают достаточно специфической системой удаленного администрирования, со специфическим софтом.
Мы обратили свой взгляд к продукции таких компаний, как Supermicro и Tyan. Эти легендарные компании разрабатывают и выпускают превосходные серверные компоненты, а у Supermicro есть универсальные решения, оптимизированные на повышение производительности и гейминг, а также ориентированные на компьютеры класса “рабочая станция”. Что и оказало влияние на окончательный выбор.
Продукция как Supermicro, так и Tyan, поддерживает ОС семейства Linux без лишних костылей, что очень важно, ведь иногда может потребоваться найти и даже собрать новый драйвер, что накладывает определенные сложности при развертывании.
У Tyan не оказалось подходящих для нас материнских плат, обычно их продукция ориентирована на большие и сложные системы, а вот материнских плат для рабочих станций и игровых систем у них не оказалось. Есть только модели для процессоров старого поколения, для сокета LGA1151 (Xeon E3-1200 и Core i3), что, конечно же, не удовлетворяло нашим желаниям.
В итоге, обратившись к продукции компании Supermicro, мы выбрали модель материнской платы, практически полностью удовлетворяющей пожеланиям заказчика.
Материнская плата X12SCA-F разработана для поддержки функций и возможностей процессоров Intel Xeon W-1200, процессоров Intel Core i9 10-го поколения (FCLGA1200) и чипсета Intel W480. Данная модель обеспечивает производительность системы и энергоэффективность в процессе эксплуатации.
Благодаря поддержке 14-нанометровой микроархитектуры Intel, X12SCA-F значительно увеличивает производительность системы для множества профессиональных приложений.
Далее было необходимо выбрать сам процессор. В задачах, которые решает клиент, нет необходимости в сложных и очень навороченных CPU. Все же визуализация — это, в первую очередь, интенсивные вычисления, и ей необходимо предоставлять больше вычислительных потоков, а это можно перенести на плечи облачного сервиса. А вот область Look Development или компиляция шейдеров могут быть выполнены на рабочей станции, в которой установлен процессор с 10 ядрами.
Проанализировав все возможности и функционал, а также потребности клиента, вместо платформы на основе дорогого и с излишним функционалом Xeon W, мы остановили свой выбор на более доступном процессоре Intel Core i9-10900KF. Этот десятиядерный процессор основан на архитектуре Comet Lake. Полные спецификации процессора доступны по ссылке https://ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/199331/intel-core-i9-10900kf-processor-20m-cache-up-to-5-30-ghz.html.
Важным моментом является желание исключить лишнюю графику Intel, которая так и не будет использована, при этом, в материнской плате Supermicro X12SCA-F есть графический чип в BMC, а именно ASPEED AST 2500, данный сопроцессор позволяет выводить изображение в web-консоли или специальном приложении на Java с помощью функции IPMI, о чем мы расскажем ниже.
Ключевые характеристики процессора:
С данной материнской платой был интересный случай, когда мы рассчитывали конфигурацию в первый раз, данных материнских плат не было еще на рынке от слова “совсем”, их даже не выпускали на заводе, хотя клиент присмотрел её еще летом 2020 года. И только спустя полгода, примерно в декабре, данная материнская плата стала доступна для заказа. Это особенность Supermicro и циклов выпуска их продукции, поэтому стоит узнать у партнеров компании о доступности материнской платы.
В качестве оперативной памяти была выбрана память стандарта DDR4: Kingston KVR29N21D8/32 с частотой 2933MHz.
Клиент заказал конфигурацию с 64 Gb ОЗУ, в будущем он увеличит объем до 128 Gb. Память была выбрана специально, без дополнительных функций. Она не нагревается сверх-пределов во время активного использования и можно было смело отказаться от модулей с системой охлаждения.
В качестве системного диска был использован SSD SATA 3 со скоростью 6 Gb/s от Samsung. Была выбрана популярная модель SAMSUNG 870 EVO на 1 Tb. Это доступное по цене решение, превосходно подходящее для установки ОС и развертывания всего необходимого ПО.
SSD SATA 3 превосходно подходят для работы с программным обеспечением. Скорость накопителей удовлетворяет быстрому запуску ОС и прикладного ПО. Также важную роль играет и файловая система. Мы предусмотрели работу с файловой системой XFS, доступной в Red Hat Enterprise Linux, Fedora и CentOS.
Накопитель использует стандарт SATA 3 со скоростью 6 Gb/s, по тестам с помощью утилиты CrystalDiskMark в скорости чтения данный накопитель близок к заявленным производителем значениям, что составляет до 560 Mb/s. Накопитель использует чипы типа 3D TLC V-NAND со 128 слоями и кэш объемом 1 Gb на основе Low Power DDR4 SDRAM. В SSD использован контроллер Samsung MKX с кодовым названием Metis.
В будущем клиент планирует заказать накопитель SSD M.2 22110 объемом 1 Tb для работы с данными текущих проектов. Это особенно важно в процессе монтажа видео в формате 4K и 6K, которые будут поступать с камер BlackMagic и дронов DJI, или в работе с секвенциями кадров в формате OpenEXR с компрессией ZIPS в процессе композитинга или DWAA в процессе монтажа в DaVinci Resolve.
В качестве системы охлаждения была выбрана классическая воздушная система от Be Quiet! — им была модель Dark Rock Pro 4. Это достаточно увесистая система, которая превосходно охлаждает CPU в процессе долгих нагрузок. Мы выбирали систему охлаждения с учетом обновления каждые 4 года, и помимо ТТХ, мы ориентировались по MTBF кулера, который составляет 300 тыс. часов.
В качестве блока питания выбран Super Flower Leadex Platinum мощностью 1000 W. В момент заказа оборудования с блоками питания была напряженка, и ребята из DigitalRazor порекомендовали данный БП. Сравнив его с другими решениями, и почитав отзывы, было решено оставить данную модель и сейчас она превосходно работает в системе.
Данный блок питания удобен тем, что он может обеспечить питанием конфигурации с двумя CPU и шестью GPU. В нашем случае было необходимо запитать NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition, с чем данный БП также справился.
В качестве корпуса выступил популярный Define 7 от Fractal Design. Клиенту и нам давно приглянулись данные корпуса и их функциональность, поэтому мы решили остановить свой выбор именно на этой модели. Но клиент отказался от модели с прозрачными стенками и оставил “брутальный черный ящик”.
В корпусах от Fractal Design нам нравится разделение внутреннего пространства на несколько отсеков, в которые помещаются различные компоненты системы. Также особым плюсом является практически минимальное количество пыли в процессе работы компьютера. Она просто не попадает в хорошо закрытые отсеки. А это значительно упрощает обслуживание и чистку системы во время эксплуатации.
Программное обеспечение
Данная рабочая станция создавалась специально для решения определенных задач в производстве компьютерной графики. Зачастую заказчику приходится работать с большими моделями, а также обрабывать секвенции кадров из многослойных OpenEXR с различными типами данных.
- В качестве операционной системы была выбрана ОС Red Hat Enterprise Linux 8 (Update 4), установленная и сконфигурированная в режиме Workstation. В качестве основного приложения компьютерной графики и анимации выбран пакет Autodesk Maya 2022.1.
- В качестве основных систем визуализации используются Autodesk Arnold и Chaos V-Ray for Maya.
- Для создания текстурных карт используются такие пакеты, как Autodesk Mudbox 2020, Foundry MARI и GIMP.
- Для создания цифровых реконструкций используется пакет Meshroom и фреймворка фотограмметрии Alicevision.
- Для цифрового скульптинга используется Autodesk Mudbox 2020 и Blender.
- Для захвата движения камер и объектов используются 3DEqualizer, Foundry NUKEX и DaVinci Resolve.
- Композитинг выполняется в NUKE или DaVinci Resolve, в инструментарии Fusion.
- Монтаж видео выполняется в DaVinci Resolve.
Как видите, это большой список ПО, и данный софт превосходно работает на ОС с открытым исходным кодом. Также есть много инструментов, которые собираются из исходных кодов с GitHub или развертываются в Docker. Также в работе клиент активно использует виртуальные машины на базе VMware Workstation Pro.
Во второй части обзора мы разберем особенности конфигураций для поддержки Linux, а также опишем возможности платформы Supermicro, которая была выбрана для данной рабочей станции. Затем будет описан процесс заказа ПК и его доставки до клиента.
Подписывайтесь на канал и делитесь статьей в социальных сетях!