Исчез хороший ноутбук, с помощью которого я обрабатывал микроскопные фото и видео. Двадцатимегапиксельная окулярная камера выдаёт изображения высокого качества, обработка которых и монтаж видео на слабом компьютере — унылое зрелище.
Микрула для меня — интересное увлечение, но раскошеливаться на дорогую технику я не решался. При этом у меня дома куча старой компьютерной техники, которую скупаю на барахолке, а потом с удовольствием пользуюсь. Дело не в скупости, а в желании, которое лучше выразить словами юмориста Задорнова — «как из ничего сделать кое-что».
Включив режим Кулибина я поставил себе задачу: как без особых финансовых затрат создать для себя рабочее место с возможностью монтажа видео. Безо всяких интриг сообщаю результат: мне удалось найти и воплотить в реальность решение, которое обошлось мне в 14700 рублей. Однако путь этот был не прост и я до самого конца не был уверен, что у меня всё получится.
Итак, самый главный вопрос: где взять вычислительную мощь за бесценок? Новые производительные процессоры стоят дорого, а устаревшие — слабые, но обратите внимание на серверные варианты ЦПУ, которые работают на промышленных системах. Ещё десять лет назад они стоили космических сумм, но сейчас и они уже уходят в прошлое, IT-компании заменяют их на новые и продают за смешные деньги. Только представьте себе процессор Intel Xeon E5-2660 v3 на старте продаж в 2014-м году стоил порядка 100 000 рублей, сейчас же его можно купить за 4000 — чудеса да и только. Стоит только учесть, что такой процессор не заработает на обычных домашних системах. Для его работы потребуются и другие серверные компоненты компьютера — особенные варианты материнской платы и оперативной памяти.
Не стоит расстраиваться, так как предприимчивые китайские друзья уже придумали и создали минимальный набор компонентов компьютера, способный обеспечить работу серверных процессоров для домашних систем. Выглядит такая сборка в виде материнской платы размером с ладонь, где уже установлен процессор и подходящая для него оперативная память (в моём случае 16 Гб). Эта основа моего будущего компьютера обошлась мне в 10 000 рублей (плата, процессор, память, кулер).
Ещё 2500 пришлось отдать за блок питания, потому что мощный ЦПУ требует усиленного питания. И, в общем-то, осталось лишь поместить всё это в корпус компьютера, но у меня не всё как у людей. Я почти всегда пользовался ноутбуком, потому что микроскоп сегодня тут, а завтра там. Терять мобильность мне не хотелось, поэтому я решил собрать всё это добро самым компактным образом и объединить с монитором, чтобы получился моноблок. Барахолка лишилась ценного исторического экспоната, а у меня появился 15-ти дюймовый монитор, который предстояло разобрать полностью, для того, чтобы спаять всё в единый кибернетический организм. Цена вопроса — 400 рублей.
С этого момента я уже не был уверен, что у меня получится сохранить работоспособность всех компонентов, когда дело дошло до паяльника. Монитор и блоки питания лишились своих корпусов. Электронных друзей объединил кусок берёзовой фанеры, а крепость братских уз обеспечили шурупы. В компанию органично вписалась самая простая видеокарта с пассивным охлаждением (без вентилятора) GeForce GT 730 стоимостью 1800 рублей.
Компоненты компьютера, расположенные вплотную друг к другу занимали ровно столько же места, сколько позволяла площадь монитора — идеальное сочетание. Пришлось удалить лишние детали корпусов, скомпоновать и скрепить электронные платы, спаять кабели блоков питания материнской платы и монитора в единый разъём. Под конец в коробку запрыгнул жесткий диск для хранения большого объёма фото и видео, которые мой микроскоп продуцирует в огромном количестве.
Я работал по вечерам уже больше месяца, время от времени осторожно включая ещё разобранный компьютер, чтобы убедиться, что я ничего не сломал. Фанерные стенки корпуса моноблока я изготавливал без особого фанатизма, рассчитывая, что если задуманный проект исполнится, то позже я обязательно переделаю так, чтобы на это чудо можно было смотреть без слёз.
Сборка фанерного ящика означала одновременно и завершение основной части проекта и переход к полевым испытаниям. В это же время мне как раз пришло срочное задание, требующее заняться монтажом часового видео. Проверяя мобильность созданной системы, я хватаю моноблок и отправляюсь к домику в лесистой местности. Там за 4 часа в окружении морозной зимы, тишины и спокойствия было выполнено задание по превращению многочисленных продолжительных видео в часовое интервью. Боевое крещение было пройдено.
Я использую маленький дисплей моего фанерного моноблока как вспомогательный экран. Основное рабочее пространство обеспечивает дополнительный монитор большого размера, имеющийся под рукой. Таким образом, я сохранил мобильность своего рабочего места пусть и не настолько удобным способом, какую даёт компактный ноутбук.
А что же в итоге с реальной производительностью полученного устройства? Мощность серверного процессора обеспечивается его многоядерной архитектурой. Это значит, что операционная система получит в распоряжение не один процессор, а сразу несколько логических. В моём случае таких процессоров ни четыре и даже ни восемь, как в домашних системах, а двадцать.
Однако каждый отдельный процессор не имеет высокой производительности. В промышленных серверах большее значение имеет именно одновременное выполнение множества мелких задач, а не одной сложной. Поэтому, если операционная система даёт задачу одному процессору (ядру), то задача будет выполняться всё равно медленно, не смотря на всю мощь ЦПУ, так как особенность его многоядерной архитектуры не используется.
Плохая новость состоит в том, что большинство повседневных задач, выполняющихся на домашнем компьютере, умеют работать только с одним процессором (ядром), а поэтому запущенное приложение (например, браузер) будет просто передаваться от одного ядра процессора другому. Этот процесс называется балансировкой нагрузки. На графике нагрузки системы когда «ниточка» загруженности одного процессора уходит на нет, работа передаётся процессору другого «цвета».
То есть на таком ЦПУ программ можно запустить много и у каждой из них будет в распоряжении свой отдельный, но не очень мощный процессор (ядро). В результате система не станет работать в 20 раз быстрее, а, скорее всего, даже медленнее по сравнению с обычными домашними компьютерами, у которых ядер в процессоре меньше, но зато каждое из них производительнее, чем у серверного варианта.
Но картина резко меняется к лучшему как только речь заходит про задачи, в которых одну большую сложную работу можно разбить на множество мелких и обработка фото и видео как раз одна из таких. Когда я работаю в видеоредакторе, где происходит объединение множества фрагментов видео, программа проводит параллельные вычисления, давая работу одновременно всем доступным ядрам процессора, а их у меня 20.
В результате монтаж часового видео на моём моноблоке занимает столько же времени, сколько оно длилось на ноутбуке стоимостью 80 000 рублей (core i5 11-го поколения).
Некоторые задачи разбиваются на параллельные процессы ещё лучше, например, перекодирование видео из одного формата в другой, такое происходит, когда в проект видеоредактора добавляется новый файл. В этом случае каждое ядро полностью погружается в работу, занимая все доступные ресурсы процессора. График системных ресурсов взмывает вверх, образуя канат из цветных нитей — красота.
Такие задачи выполняются максимально быстро, что очень меня радует.
В корпусе установлен большой вентилятор, который разгоняет воздух, выдувая его в местах, где расположены нагревающиеся радиаторы блоков питания. Сильного нагрева деталей не наблюдается. При максимальной нагрузке во время финального монтирования видео, внутри корпуса — 50 °С.
В итоге: моноблок за неполные 15 тысяч рублей работает как рядовой офисный компьютер в обычных задачах и как ракета в момент редактирования фото и видео — то, что мне нужно.