Virtualidad real: estaciones de trabajo ++

Si la automatización decidía hace 3-4 años, hoy es el turno de la virtualización: estaciones de trabajo potentes y asequibles igualan el potencial de los gigantes transnacionales y las pequeñas empresas. Estaciones de trabajo: computadoras profesionales con una gama de hardware y software diseñados para resolver una gama específica de tareas: multimedia (procesamiento de imágenes, video, sonido), CAD, GIS, cálculos científicos y técnicos, aplicaciones industriales, etc. Actualmente, los recursos de una estación de trabajo pueden recibir como un servicio en la nube. Está ganando popularidad entre un número creciente de empresas debido a la facilidad de integración en la infraestructura de TI y las ventajas económicas. Entonces, no hay vuelta atrás, ¿solo hay virtualidad por delante? Vamos a resolverlo.


¿Qué es una estación de trabajo?


Las primeras estaciones de trabajo aparecieron a finales de los años 60 y hoy en día se utilizan ampliamente para trabajar con sistemas de diseño y construcción asistidos por computadora, gráficos 2D y 3D, para edición de video y computación intensiva en recursos. Con la llegada de las versiones de 64 bits de los sistemas operativos Microsoft Windows, las estaciones de trabajo UNIX de alto rendimiento con entornos de software patentados han dado paso a los sistemas MS Windows. Muchos proveedores también ofrecen Linux de Red Hat o SuSE como alternativa.

Las estaciones de trabajo son una herramienta útil para diseñadores y diseñadores, analistas financieros e investigadores, creadores de contenido y creadores. Admiten las tareas y aplicaciones más exigentes, como la representación de gráficos complejos, análisis financieros, tareas informáticas y edición de video y la creación de otro contenido digital complejo.

Al procesar datos geoespaciales, construir modelos de terreno tridimensionales, etc. en PC estándar, a menudo tiene que quedarse sin memoria, retrasos y "bloqueos", mientras que las estaciones de trabajo demuestran un alto rendimiento y son buenos para mostrar datos.


Una estación de trabajo no es solo una computadora, es una serie de mecanismos diseñados para realizar las tareas más exigentes, garantizar un funcionamiento sin problemas y una funcionalidad avanzada.

Las características distintivas de las estaciones de trabajo modernas son la alta velocidad de procesamiento de datos, un potente procesador, una gran capacidad de RAM rápida, un controlador de red integrado de alto rendimiento y un subsistema gráfico profesional.

Ámbitos y tipos de estaciones de trabajo.


El equipo de las estaciones de trabajo proporciona una alta productividad de diseño, visualización realista de modelos tridimensionales con estructura de alambre y textura, obtención rápida de resultados de cálculos científicos, procesamiento de video de alta resolución y creación de varios efectos de video.

Según las clases de tareas a resolver, las estaciones de trabajo se pueden dividir condicionalmente en varios tipos:
Tipo de estación de trabajo
Campo de aplicación
Gráfico
Gráficos y multimedia, en particular, gráficos por computadora y procesamiento de imágenes, video, sonido, desarrollo de juegos de computadora y contenido digital.
Para ingeniería o diseño arquitectónico
Diversos trabajos de ingeniería, arquitectura y otros CAD, GIS, trabajos de campo y geodesia, etc.
Para tareas científicas y técnicas.
Cálculos científicos y de ingeniería.
Para el comercio
Intercambio profesional y comercio en línea.
Para aplicaciones industriales
Diseño, gestión operativa y seguimiento, gestión de procesos.

Cada subclase de estaciones de trabajo profesionales puede tener características inherentes y componentes únicos que difieren significativamente de los modelos de PC masivos: gran tamaño / resolución de pantalla y / o pantallas múltiples (CAD, GIS, comercio de acciones, comercio en línea), una potente tarjeta de video (película y video , animación, juegos de computadora), gran capacidad / rendimiento del subsistema de almacenamiento de datos (tareas científicas, animación), ejecución móvil o segura (operación en el campo o en las tiendas de empresas de producción), etc.

Por lo tanto, los modelos equipados con aceleradores gráficos NVIDIA son adecuados para profesionales involucrados en modelado 3D, análisis de ingeniería, edición de video no lineal (NLE), diseño, así como para empleados en el campo de las finanzas.


Las tarjetas gráficas profesionales Quadro RTX 6000 y Quadro RTX 5000, que están construidas sobre la base de GPU selectivas en la arquitectura de Turing, se distinguen por el soporte para la aceleración de hardware del trazado de rayos, que es proporcionado por núcleos RT especializados.

Las estaciones de trabajo gráficas (la categoría más extensa) son adecuadas para diseñadores, artistas, fotógrafos, animadores, editores de video, diseñadores, ingenieros y todos aquellos que utilizan paquetes gráficos especializados. Tienen un alto rendimiento cuando trabajan con gráficos, video y animación. Las GPU suelen utilizar las últimas GPU NVIDIA o AMD.

A menudo están equipados con varios monitores, se utilizan para trabajar con gráficos 2D y 3D (diseño, ingeniería, etc.), visualización de datos (medicina, análisis de big data), renderizado, modelado (CAD / CAM), creación de paredes de video, reconocimiento de gestos, SIG y otros


Las estaciones de trabajo gráficas se usan ampliamente en el modelado para la industria automotriz, la fabricación de aviones, la industria del petróleo y el gas, la producción de contenido de medios, el procesamiento de datos médicos y la visualización de resultados de investigación.
Alcance de la estación de trabajo gráfica
Descripción
Tareas a resolver
Software de muestra
CADEstaciones de trabajo profesionales para ingenieros y diseñadores que trabajan con aplicaciones de diseño e ingeniería asistidas por computadora (CAD / CAM / CAE).Diseño, construcción, producción.Autodesk AutoCAD, Autodesk Inventor, Altair HyperWorks, Siemens NX.
Gráficos en 3DSe utilizan para trabajar en el campo de la animación 3D y el modelado, cuando se requieren gráficos interactivos rápidos. Con la visualización en 3D, proporcionan el resultado de renderizado más rápido posible.Modelado, animación, visualización.Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Adobe After Effects CC, Maxon CINEMA 4D.
Edición de videoLas estaciones de trabajo de edición de video basadas en aceleradores gráficos profesionales NVIDIA QUADRO con soporte CUDA aceleran el proceso de procesamiento y conversión de video de alta definición Full HD y ULTRA HD 4K decenas de veces.Edición de video, trabaja con contenido de video Full HD, Ultra HD 4K.Adobe Premiere Pro CC, Avid Media Composer, Sony Vegas Pro, Grass Valley Edius.

Estaciones de trabajo CAD


Las estaciones de trabajo CAD, una subclase de estaciones de trabajo gráficas, le permiten crear documentación de diseño y / o tecnológica, modelos geométricos (estado sólido, tridimensional, compuesto), así como dibujos de productos. Los recursos de hardware de una estación de trabajo de este tipo utilizan todas las funciones de los sistemas CAD profesionales: CATIA, CREO, NX, Inventor, Compass, AutoCAD, Solid Works, SolidEdge, T-Flex CAD y otros.
Tipo de CAD
Tareas a resolver
Construcción de máquinas
Desarrollo de una amplia gama de productos: desde la creación de sistemas aeroespaciales hasta el diseño de electrodomésticos.
Productos de microelectrónica
Diseño de diagramas esquemáticos y de cableado, placas de circuito impreso, colocación automática de elementos del producto, enrutamiento automático.
Eléctrico
Desarrollo de diagramas de circuito y diagramas de cableado de equipos eléctricos, su distribución espacial, mantenimiento de bases de datos de productos terminados.
Arquitectónico
Diseño 2D / 3D de estructuras arquitectónicas y de construcción, cálculo de estructuras especiales como techos, cálculos estáticos típicos de estructuras de construcción, mantenimiento de bases de datos de elementos estándar, planificación de territorios para la construcción.
Equipos para plantas y estructuras industriales.
Creación de diagramas esquemáticos de instalación, cableado espacial de tuberías y rutas de cables, diseño de sistemas de calefacción, suministro de agua, alcantarillado, electricidad, ventilación y aire acondicionado, mantenimiento de bases de datos de equipos, accesorios de tuberías, productos eléctricos terminados.
Geoinformación
Digitalización de datos de levantamiento de campo, análisis de redes geodésicas, construcción de un modelo digital de elevación, creación de mapas y planos en forma de vectores, mantenimiento de catastros terrestres y urbanos, mantenimiento de un archivo cartográfico electrónico.

Las estaciones de trabajo gráficas para sistemas de automatización de diseño (CAD) representan una amplia clase de sistemas para las tareas de CAD (diseño asistido por computadora), CAM (fabricación asistida por computadora) y CAE (ingeniería asistida por computadora).

Las estaciones de trabajo CAD modernas se dividen convencionalmente en los siguientes grupos:
Estaciones de trabajo CAD
Ámbitos de estaciones de trabajo
Nivel de entrada
Modelado en 2D de productos, trabajo con pequeños ensamblajes en 3D; Diseño de nivel de entrada y diseño arquitectónico.
Nivel medio
Modelado 3D de piezas, trabajo con conjuntos pequeños y medianos; Diseño y diseño arquitectónico.
Estaciones de trabajo para personas mayores
Computación de alto rendimiento utilizando software especializado, análisis de ingeniería y simulación; preparación de imágenes fotorrealistas (renderizado); procesamiento de video y efectos de superposición; trabajar con conjuntos extra grandes.

Hoy, cuando la nube se está convirtiendo en un elemento tan común de la infraestructura de TI como un servidor o una estación de trabajo, los servicios de la clase de "estación gráfica virtual" están ganando popularidad, lo que resuelve la importante tarea de utilizar la potencia gráfica de la nube, que parecía imposible hace solo unos años.

Virtual Graphics Station: ha llegado el momento


Anteriormente, el trabajo con aplicaciones de uso intensivo de recursos se asignaba a computadoras y estaciones de trabajo potentes con un gran conjunto de programas de aplicación. Las desventajas de las soluciones anteriores son el alto costo de propiedad, la necesidad de inversiones regulares en actualizaciones y la limitación de la movilidad del usuario.

La salida son las estaciones gráficas virtuales ubicadas en un entorno de nube de alto rendimiento. Esta tecnología no solo proporciona acceso a cantidades virtualmente ilimitadas de recursos informáticos en la nube, sino que también le permite trabajar simultáneamente con varias aplicaciones en línea exigentes. Y todo esto, sin referencia a un lugar de trabajo estacionario.

La tecnología VDI (Infraestructura de escritorio virtual) le permite crear una infraestructura de TI virtual e implementar trabajos basados ​​en sistemas de servidor, donde funcionan muchas máquinas virtuales. De hecho, para los usuarios parece un lugar de trabajo familiar en una PC con las aplicaciones necesarias.

VDI hace posible crear estaciones de trabajo de usuario completas, funcionalmente idénticas a las estaciones de trabajo de arquitectura clásica. La infraestructura de VDI implica la colocación de estaciones de trabajo virtuales y otros recursos de usuario en la infraestructura del servidor (en el centro de datos corporativo o en la nube del proveedor) y proporcionarles acceso desde la red interna de la compañía y / o por Internet.

Como resultado, en lugar de equipar a los usuarios con aplicaciones de gráficos pesados ​​con estaciones de trabajo potentes, puede aprovechar una solución más moderna e implementar la infraestructura VDI. Tendrán a su disposición una estación de trabajo gráfica virtual, un servicio para acceder a una máquina virtual con un acelerador de gráficos.

De hecho, este es un acceso de terminal remoto a una máquina virtual con un poderoso subsistema de gráficos. La empresa puede ahorrar, trabajando con empleados remotos de regiones u otros países, para formar equipos virtuales.
Proporcionar el núcleo informático completo de la tarjeta de video a la máquina virtual permite utilizar aplicaciones altamente cargadas como AVEVA, SolidWorks, AutoCAD, SketchUP, 3DS Max, Revit, ArChiCAD, etc. en la estación de trabajo virtual. Además, esta configuración reemplaza varias estaciones de trabajo potentes.


La tarea de la tarjeta AMD Radeon Pro V340 son gráficos confiables en todos los sistemas, desde soluciones en la nube hasta casi cualquier dispositivo. La solución de hardware para la virtualización de procesadores gráficos (AMD MxGPU) se basa en la tecnología estándar de virtualización de dispositivos SR-IOV (Virtualización de E / S de raíz única), que permite a los usuarios virtualizados trabajar de forma remota (su número puede llegar a 16 en cada GPU física).

Dicha plataforma a menudo se construye sobre la base de tarjetas gráficas productivas NVIDIA o GPU de AMD con almacenamiento rápido. Windows Server se usa a menudo como plataforma de virtualización. Por lo general, las unidades flash (SSD) se utilizan para aumentar el rendimiento del sistema de disco.

Beneficios de VDI


La estación gráfica virtual se puede integrar en la infraestructura de TI existente de la empresa. Todos los proyectos se pueden almacenar en la red corporativa o en almacenes en la nube, a los que se puede acceder desde cualquier lugar con Internet.

La infraestructura VDI proporciona un mayor nivel de protección durante la transferencia y el almacenamiento de información importante, la administración centralizada de la infraestructura de TI de los lugares de trabajo y la provisión de servicios de TI a los empleados. Al mismo tiempo, el costo de introducir VDI es comparable a reemplazar una flota de PC.

En la arquitectura VDI, todos los datos se almacenan en un servidor en el centro de datos. Dicha solución aumenta significativamente el nivel de seguridad de la información, proporciona un uso mucho más eficiente de los recursos informáticos en comparación con las estaciones de trabajo físicas con todas las funciones y proporciona herramientas convenientes para la administración centralizada de estaciones de trabajo.

Una de las ventajas de VDI es que, si es necesario, se crea una estación de trabajo de usuario de cualquier rendimiento disponible, y cuando ya no es necesaria, se elimina. Por lo tanto, en presencia de canales de Internet modernos, se puede asignar una potencia informática considerable a los usuarios remotos.

Por cierto, las pruebas muestran que la velocidad de la red móvil 3G 3G de 17 Mbps (2.12 MB / s) claramente no es suficiente: es incómodo trabajar, sin mencionar el video HD que VMware Verizon simplemente no pone en ese canal.

En general, VDI proporciona los siguientes beneficios clave:

  • la posibilidad de una gestión dinámica y operativa de los recursos informáticos;
  • unificación del software y la flota de estaciones de trabajo;
  • administración centralizada de software y estación de trabajo;
  • una reducción significativa en el número de incidentes de seguridad de la información;
  • reducción de plazos para la provisión de nuevas estaciones de trabajo;
  • aumentar la seguridad del almacenamiento y procesamiento de datos;
  • reducción de costos con el apoyo de oficinas remotas.

El principal impulsor de la implementación de VDI es la seguridad de los datos, la centralización de la gestión y la administración. Un sistema VDI generalmente es implementado por compañías bastante grandes.

Puede usar estaciones gráficas virtuales en los casos en que sea necesario:

  • Asignar potencia gráfica para un proyecto a corto plazo.
  • Amplíe rápidamente su infraestructura actual sin un largo proceso de adquisición para nuevas estaciones gráficas.
  • Atraer a empleados remotos o autónomos para trabajar en el proyecto.
  • Transfiera parte de los trabajos a la nube (por ejemplo, si el equipo existente está desactualizado y el presupuesto no permite actualizarlo).
  • Obtenga ahorros, incluso en licencias de software.
  • Proteja el acceso y los resultados del trabajo (puede usar las opciones VPN, protección antivirus, copia de seguridad).

También se utilizan convenientemente para capacitación, pruebas, organización de trabajos temporales.

De la historia de VDI


La tecnología VDI nació en la unión de tres áreas: acceso a terminales, trabajo remoto con estaciones gráficas y virtualización de servidores.
La infraestructura estándar de VDI puede ser de tres tipos:

  • Sesiones de terminal (Terminal Session), aplicaciones de transmisión.
  • Equipos de escritorio según el modelo de colas (escritorio agrupado).
  • Escritorios personales (escritorio personal).

A diferencia de las granjas de terminales, en este último caso, los usuarios de VDI tienen a su disposición una máquina virtual personal con SO y aplicaciones instaladas, y la virtualización proporciona aislamiento de los usuarios y el intercambio de recursos: solo los recursos informáticos que se asignan a su máquina virtual están disponibles para el usuario.


La infraestructura de estación de trabajo virtual (VDI) es una forma de acceder a estaciones de trabajo que funcionan de forma remota en el centro de datos.

Los principales consumidores de soluciones VDI en la actualidad son los sectores financiero y bancario, minorista, salud y seguros, sin embargo, las empresas de la industria de la ingeniería se han interesado en la conexión con el desarrollo de tecnologías de procesamiento y transferencia de imágenes aceleradas y soluciones VDI.

La evolución de VDI se puede dividir en varios pasos clave:

VDI 1.0


Esta etapa inicial es un enfoque básico para VDI, que aún no se ha generalizado en empresas que recién comenzaban a familiarizarse con la solución y utilizaban principalmente VDI para aplicaciones críticas no comerciales. Esta tecnología se usó principalmente para aplicaciones de call center. Las configuraciones de VDI eran bastante limitadas y, al iniciar máquinas virtuales en el centro de datos, no se consumían muchos recursos (recursos informáticos, de almacenamiento y de red).

Con tal implementación, se colocaron altas demandas en el rendimiento de E / S de almacenamiento, el ancho de banda o la latencia de la red. Los discos tradicionales (HDD) satisfacen plenamente las necesidades del usuario.

VDI 1.0 es el primer intento de aplicar tecnología de virtualización innovadora a una PC, pero prácticamente no dio un aumento en el costo.

VDI 2.0


Esta es la generación actual de VDI, que apareció hace unos 2-3 años. Es probable que esta etapa dure unos años más. VDI 2.0 es también la versión base de VDI, pero la próxima generación.

A medida que las empresas lograron evaluar las ventajas de VDI 1.0 en términos de seguridad, disponibilidad, flexibilidad y capacidad de administración en comparación con las estaciones de trabajo físicas, la introducción de VDI se ha generalizado y hay muchas razones para creer que esta tendencia continuará.

Con la creciente popularidad de VDI, han aparecido nuevos escenarios para el uso de esta tecnología; se ha utilizado en muchas aplicaciones. Sin embargo, esto creó problemas a nivel de infraestructura, como una tormenta de arranque, la aplicación de parches y la implementación rápida.La configuración "más pesada" de las estaciones de trabajo virtuales.

Los requisitos de rendimiento de E / S del subsistema de almacenamiento eran miles de IOPS, y el HDD ya no podía hacer frente a ellos. Hubo intentos de optimizar el rendimiento del medio de almacenamiento usando SAN de cientos de medios magnéticos, pero tales soluciones demostraron no ser ni técnica ni económicamente eficientes, y las tareas de VDI requerían entrada-salida de varios tipos. Las matrices flash se utilizan para solucionar estos problemas, pero esto aumenta el costo de la solución.

Las nuevas arquitecturas utilizan sistemas hiperconvergentes basados ​​en flash (que combinan almacenamiento, componentes de red y computación) para cumplir con los requisitos de rendimiento de almacenamiento. Algunas soluciones usan SSD para almacenar datos en caché, mientras que en otras soluciones, como VMware All Flash Virtual SAN, toda la pila de almacenamiento de datos está diseñada con varios tipos de memoria flash.

Actualmente, las empresas están implementando soluciones basadas total o parcialmente en flash utilizando el enfoque hiperconvergente. Esta tendencia continúa en VDI 3.0.

VDI 3.0


En VDI 2.0, el alcance de esta infraestructura se ha expandido, el costo promedio de una estación de trabajo virtual ha disminuido. Una nueva etapa ha comenzado. Con la difusión de VDI, este enfoque comenzó a probarse en el campo de la virtualización de estaciones de trabajo de alto rendimiento.

VDI 2.0 y VDI 3.0 tienen mucho en común. La memoria flash juega un papel clave en el desarrollo de la tecnología. Con el uso más activo de aplicaciones gráficas exigentes en VDI 3.0, el subsistema de almacenamiento se ha vuelto aún más importante.

Las posibilidades de usar estaciones de trabajo de alto rendimiento, como estaciones de trabajo para cálculos de ingeniería o sistemas de diseño (CAD), se han ampliado. Hace unos años, virtualizar estaciones de trabajo con requisitos similares era simplemente impensable. Sin embargo, hoy esto se está haciendo realidad gracias a la memoria flash y los aceleradores gráficos.

Al mismo tiempo, VDI 3.0 promete un rendimiento aceptable y costos competitivos incluso para los casos de uso de estaciones de trabajo virtuales más complejos.

Mercado VDI


El mercado VDI tiene poco más de 10 años. Sus líderes tradicionales son Citrix y VMware. VMware ha creado un sólido conjunto de soluciones de virtualización de estaciones de trabajo a través del desarrollo de sus propios productos y la adquisición activa de otras compañías. Sus soluciones VDI están integradas con la plataforma de virtualización vSphere, el sistema de monitoreo vRealize Operations Manager, el software de administración de red definido por software NSX y los repositorios de software vSAN.

Citrix comenzó con aplicaciones de acceso a terminales (WinFrame) y ganó popularidad con Citrix XenDesktop debido a la funcionalidad de un producto que admite múltiples plataformas de virtualización (hipervisores Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V y VMware ESXi) y la base de terminales del cliente Citrix.

Microsoft, Parallels, Huawei y varios otros proveedores también son conocidos en el mercado VDI. Además, Microsoft está promoviendo activamente las soluciones de su socio Citrix.

Las grandes instalaciones de VDI exigen capacidad de almacenamiento y rendimiento. Al implementar, iniciar o actualizar estaciones de trabajo virtuales, el sistema de almacenamiento está bajo una gran carga. Las matrices flash modernas diseñadas para proporcionar los indicadores de rendimiento necesarios están diseñadas para resolver este problema.

Los sistemas hiperconvergentes (HCI), que están ganando popularidad, le permiten combinar recursos informáticos y almacenamiento de datos en una única solución. Además, HCI proporciona escala horizontal de la infraestructura VDI.

VDI con su centralización y unificación de la infraestructura de TI, lo que aumenta la seguridad del almacenamiento y procesamiento de datos, también se caracteriza por costos de capital relativamente altos en comparación con las estaciones de trabajo físicas, la necesidad de modernizar la infraestructura de TI existente.

Esta es una de las razones de la creciente popularidad del servicio de proporcionar acceso a estaciones de trabajo virtuales basadas en una suscripción mensual (por ejemplo, VMware Horizon Air y Amazon Workspaces). Representar los servicios de estaciones de trabajo virtuales y varios proveedores de nube rusos.

Estación gráfica virtual y sus características.


Estación gráfica virtual: servicio de acceso a una máquina virtual con un acelerador gráfico. Este acceso a la terminal remota es muy conveniente para los profesionales que trabajan con software gráfico. Es adecuado para diseñadores, artistas independientes, empleados de pequeños estudios.

La plataforma del servidor generalmente se basa en tarjetas gráficas productivas NVIDIA o AMD con almacenamiento rápido. Como plataforma de virtualización, se utiliza Windows Server, los subsistemas de almacenamiento son SSD (NVMe). Los clientes son VMware, Microsoft o Citrix.


Interacción de VM y tarjetas gráficas.

La tecnología NVIDIA GRID vGPU libera el potencial para acelerar los gráficos NVIDIA en entornos virtualizados. El procesador de gráficos virtuales NVIDIA GRID vGPU ofrece un rendimiento de gráficos de alta gama en estaciones de trabajo virtuales y utiliza la aceleración de hardware de GPU en múltiples estaciones de trabajo virtuales sin sacrificar la calidad de los gráficos. Los comandos gráficos para cada máquina virtual se transmiten directamente a la GPU sin traducción por parte del hipervisor.


Tarjeta gráfica Probros VM.

Para el trabajo en equipo o el uso de aplicaciones intensivas en recursos (SolidWorks, AutoCAD, 3DS Max, Revit, ArhiCAD, etc.), puede usar el modo especial de transferencia de GPU: transfiera la tarjeta (dispositivo PCIe) al servidor virtual. En este caso, la VM recibe directamente el núcleo informático completo de la tarjeta de video. Esta opción reemplaza varias estaciones de trabajo potentes.

Como clientes, puede usar PC comunes e incluso clientes ligeros, pero se recomienda que el canal no sea de 4 Mbps.

Para "reenviar" la tarjeta de video al servidor virtual, debe habilitar el modo de transferencia para este dispositivo PCIe en la configuración del host y agregar el dispositivo PCI a la configuración de VM. En la prueba 3DMark, la tarjeta virtual "reenviada" muestra altos resultados, que son prácticamente idénticos a la tarjeta gráfica instalada físicamente.

Tal característica de las tecnologías de aceleración de gráficos como la capacidad de "reenviar" una tarjeta de video directamente a una máquina virtual no solo afecta positivamente la calidad y la velocidad de trabajar con gráficos. Algunas aplicaciones simplemente no funcionarán correctamente sin acceso total a la tarjeta gráfica.


Público objetivo VDI.

El uso de tecnologías gráficas en un entorno VDI ofrece buenos resultados. Gracias a los modos de aceleración de gráficos en las plataformas VDI, las aplicaciones de gráficos funcionan de la misma manera que en las estaciones de trabajo físicas, sin demoras ni frenos.

Un aspecto importante es la seguridad. Cualquier estación de trabajo física en el lugar de trabajo es potencialmente insegura, ya que contiene información cuya pérdida puede causar daños graves a la empresa.

El acceso a la terminal resuelve este problema, porque el empleado simplemente no tiene la capacidad de cargar datos y llevárselos.

Otra ventaja significativa es el uso eficiente de los recursos.

La costosa tarjeta gráfica NVIDIA adquirida con un presupuesto limitado no se utilizará el 100% la mayor parte del tiempo, y el presupuesto no permite proporcionar a todos los empleados trabajos potentes y costosos. La virtualización es la salida de esta situación.

Las tarjetas de video se pueden compartir. Por lo tanto, es posible proporcionar a cada empleado una tarjeta gráfica de alta gama con una inversión mínima y sin tiempo de inactividad.

En lugar de un gran grupo de estaciones de trabajo gráficas, se utilizan varios servidores con potentes tarjetas gráficas. Los empleados de la compañía podrán conectarse a ellos al mismo tiempo y utilizar los recursos de CPU, RAM, SSD y GPU de forma competitiva. Además, toda la información (archivos, proyectos, ensamblajes) no abandona los límites del centro de datos.

Las tarjetas gráficas NVIDIA tienen varias GPU gráficas que funcionan de forma independiente entre sí. El hipervisor define estas GPU como dispositivos PCI separados. Algunas tarjetas de video tienen una mayor cantidad de memoria de video, que se usa activamente, por ejemplo, en modelos de renderizado.

La GPU tiene miles de núcleos de procesamiento para el procesamiento paralelo eficiente de cargas de trabajo, como aplicaciones de gráficos 3D, procesamiento de video y representación de imágenes. La virtualización de la GPU le permite compartir su poder entre múltiples máquinas virtuales: cada una tiene su propia vGPU.

El software NVIDIA vGPU y los aceleradores NVIDIA Tesla proporcionan estaciones de trabajo con GPU potentes en centros de datos. Como resultado, las aplicaciones funcionan como deberían.


El software de virtualización convierte el procesador de gráficos físicos en el servidor en múltiples vGPU que pueden compartirse entre múltiples máquinas virtuales.

Las ofertas de NVIDIA para GPU virtuales incluyen varios productos para organizar una estación de trabajo digital: PC virtuales NVIDIA GRID (GRID vPC), aplicaciones virtuales NVIDIA GRID (GRID vApps) y la estación de trabajo de centro de datos virtual NVIDIA Quadro (Quadro vDWS) para diseñadores, ingenieros y arquitectos.

Un conjunto de tecnologías de virtualización de gráficos de VMware-Citrix-Microsoft, que se pueden combinar para optimizar las características requeridas.

¿Quién necesita VDI?


Una estación de trabajo virtual es una herramienta invaluable para creadores, creadores de contenido, especialistas en estudios de diseño y agencias de marketing, así como para todos aquellos para quienes la compra de una poderosa estación gráfica es irracional o excede el presupuesto. Sí, y todos los demás usuarios potenciales pueden obtener los beneficios del modelo de servicio (transferencia de CAPEX a OPEX).

Teóricamente, la implementación de VDI en una empresa con una red extensa ayuda a reducir (con el tiempo) los costos operativos. Al menos simplemente porque los esfuerzos asociados con la resolución de las tareas cotidianas (todos pueden ayudar a restaurar el sistema, actualizar, aplicar el parche) del departamento de TI requerirán mucho menos. Pero implementar dicho proyecto no será barato. Sí, VDI es una tecnología costosa y, a veces, no es el mejor reemplazo para una estación de trabajo clásica. Todo depende del caso específico, los objetivos y la disponibilidad de recursos.

Además, el éxito de los proyectos de VDI, por regla general, depende en gran medida de su implementación adecuada, análisis preliminar competente sobre el cumplimiento de los objetivos del proyecto con capacidades reales, por lo que no hay forma de hacerlo sin experiencia.

La experiencia de tales proyectos muestra que algunos clientes están realmente satisfechos con los resultados, mientras que otros experimentan dificultades significativas en la implementación y operación de tales soluciones.

Si hablamos de VDI en su conjunto, anteriormente se creía que la virtualización de los lugares de trabajo tiene sentido cuando el número de usuarios es superior a 500, luego 200 (la virtualización de estaciones de trabajo es un caso especial). Hoy en día, el costo de implementación de la tecnología VDI se ha vuelto mucho más asequible. Los expertos dicen que es económicamente factible implementar dichos sistemas en empresas con más de 50 empleos.

Mientras tanto, para implementar un centro de datos en su empresa y organizar su trabajo, deberá gastar dinero en la compra de equipos, así como de software certificado. Puede ser necesario preparar la infraestructura de TI para el cambio, optimizar el software para un entorno multiusuario, reemplazar el software antiguo, incompatible y propietario con soluciones más estándar.

Los canales de comunicación entre los clientes y la infraestructura del centro de datos desempeñan un papel importante, especialmente durante la virtualización de las estaciones de trabajo: deben tener un margen de ancho de banda y preferiblemente redundantes. Se debe prestar especial atención a los periféricos enchufables y su compatibilidad en un entorno VDI.

No es infrecuente: problemas con los sistemas de almacenamiento de datos que deben soportar un gran flujo de información. También se imponen altas exigencias a las calificaciones de los especialistas que tienen que trabajar con el nuevo sistema.

La mejor opción para VDI son las empresas con una nueva infraestructura de TI, una gran cantidad de usuarios del mismo tipo con software de oficina moderno, departamentos de organizaciones con un conjunto limitado de tareas, como centros de llamadas, proyectos para estandarizar estaciones de trabajo para trabajar con varios dispositivos y desde diferentes lugares, a menudo el movimiento de usuarios dentro y fuera de la empresa, así como los requisitos especiales de seguridad.

Las empresas con una infraestructura de TI a largo plazo y una enorme flota de software de usuario heterogéneo que no puede ser reemplazado u optimizado por una razón u otra no son la mejor opción para VDI, así como la heterogeneidad de la mayoría de los usuarios, canales de comunicación insuficientes para trabajar cómodamente con VDI. En tales casos, es mejor reducir el proyecto o posponer el proyecto VDI en su conjunto.

Casos específicos: cuando VDI se usa para virtualizar potentes estaciones de trabajo para procesar gráficos, para trabajar con archivos pesados. Las tecnologías modernas de virtualización de estaciones de trabajo permiten trabajar juntos no solo en tareas típicas, sino también con software especializado, ejecutar archivos CAD, modelado tridimensional, editores gráficos profesionales en máquinas virtuales. Hay una nueva generación de tarjetas gráficas NVIDIA, AMD, y pronto Intel, los proveedores de VDI optimizarán su software. Por lo tanto, el rendimiento de las estaciones virtuales no es prácticamente inferior al de las físicas. Sin embargo, tales proyectos generalmente no proporcionan ahorros.

El uso de la tecnología VDI (en el caso de la virtualización de estaciones de trabajo) implica el reemplazo de una estación de trabajo reemplazada por un cliente ligero. Toda la carga de trabajo de las estaciones de trabajo se transfiere a varios servidores. El entorno de trabajo del usuario se implementa en una infraestructura virtual, y la estación de trabajo del usuario será una VM.

El precio del problema en el hardware de la solución se reduce al costo de los clientes ligeros (más un monitor, teclado, mouse), infraestructura virtual (se requieren varios servidores basados ​​en un servidor para 2-3 docenas de máquinas virtuales, dependiendo del software), se requiere un almacenamiento en disco separado. A esto se agrega el costo del software de virtualización (como VMware), licencias de Windows, licencias de acceso de cliente CAL, licencias de acceso VDI, licencias CAD u otro software especial.

Como resultado, el esquema clásico es el más barato. Y la virtualización de estaciones de trabajo en realidad sigue siendo una tecnología costosa. Es por eso que tiene sentido ponerse en contacto con su proveedor de VDI. Esto no es solo una traducción de CAPEX a OPEX, sino también un ahorro significativo en varios de los artículos enumerados. Por lo tanto, según diversas fuentes , VDI puede reducir los costos de administración hasta en un 70% y los costos de electricidad en un 97%.

En particular, VDI "desde la nube" no solo permitirá abandonar el uso de estaciones de trabajo potentes y computadoras personales, sino que también reducirá significativamente el número de empleados que brindan soporte técnico al cambiar a la administración remota o la externalización de TI.

De acuerdo con varias fuentes, VDI puede reducir los costos de administración hasta en un 70% y los costos de energía en un 97%.

El costo depende de la configuración y el número de usuarios. Aquí hay un cuadro comparativo de ejemplo por cada 50 empleados.


El costo comparativo de las estaciones de trabajo virtuales y físicas para 50 usuarios (según Efsol).

Experiencia IBS DataFort


Como proveedor de la nube que brinda el servicio vGPU, en IBS DataFort identificamos varias etapas en el camino hacia la formación de nuestro servicio.

Inicialmente, la infraestructura de la compañía se construyó sobre la base de los servidores blade Cisco UCS y HPE. Los primeros experimentos con la GPU los realizamos a fines de 2017, cuando compramos el servidor blade HPE WS460c Gen9 con una ranura de expansión para tarjetas NVIDIA Tesla M6. Tras el hecho de realizar pruebas de carga interna y varias demostraciones con clientes potenciales, el rendimiento de la tarjeta no cumplió con los requisitos especificados. Además, la solución era claramente económicamente desventajosa: no permitía organizar una alta densidad de tarjetas GPU en el servidor, además, la ranura de expansión para ellas ocupaba una ranura adicional en el chasis. Entre las tareas dentro de las cuales se realizó la prueba, observamos la transcodificación de video para uno de los canales federales, así como la digitalización e integración de marcos de encuestas aéreas para cartógrafos.

La segunda etapa se remonta a mediados de 2018, cuando realizamos un estudio a gran escala de las tecnologías existentes y el hierro. Primero analizó las tarjetas GPU del servidor; El líder absoluto en este mercado, por supuesto, es NVIDIA, pero debido a la política de licencias específica, la prestación del servicio de GPU VDI en sus tarjetas parecía demasiado costosa y no lo suficientemente atractiva para el mercado. Por lo tanto, también probamos y elaboramos una opción de organización de servicio en tarjetas AMD FirePro S7150x2. De acuerdo con los resultados de la comunicación con el proveedor y el estudio de la documentación, se seleccionaron M10, P40 y V100 como tarjetas de destino NVIDIA.

Después de determinar las tarjetas objetivo, identificamos por nosotros mismos el público objetivo del servicio: diseñadores, diseñadores, empleados de medios; y la lista correspondiente de software que usan. Luego realizamos varias pruebas basadas en varios puntos de referencia, donde comparamos el rendimiento de todas las tarjetas con diferentes variaciones del perfil de vGPU en las tarjetas (de 1G a 8 / 16G vGPU en la VM).

Hubo una elección sobre cómo entregar el servicio al cliente, y aquí nos decidimos por la solución vmware Horizon, MS VDI y Teamviewer. Según los resultados de la prueba, resultó que MS VDI, como esperábamos, no es capaz de "extraer" el servicio y entregar rápidamente la imagen debido a las limitaciones del protocolo RDP.

De las opciones restantes, Teamviewer y Horizon, ambas, por extraño que parezca, produjeron cifras de referencia casi idénticas. Pero gracias a las capacidades adicionales de Horizon, la presencia de un acuerdo de servicio vmware ya firmado y la prevalencia de esta solución en la infraestructura de los propios clientes, se detuvieron precisamente en Horizon.

Desde el punto de vista de las tarjetas, resultó sorprendente que los modelos AMD, con configuraciones de perfil idénticas, etc., fueran ligeramente superiores a las tarjetas NVIDIA similares en la mayoría de los aspectos. Pero una vez más, debido a la prevalencia de las tarjetas NVIDIA en el mercado y entre los clientes, es más lógico proporcionar un servicio específicamente para ellos. Además, desempeñó un papel importante el hecho de que la mayoría de las aplicaciones tienen integración con las bibliotecas CUDA, y su presencia era uno de los requisitos para la mayoría de los casos.

Según los resultados de todas las pruebas, a finales de 2018, un montón de tarjetas vmware Horizon + NVIDIA M10 y P40 se convirtió en una opción de trabajo. Decidimos no usar las tarjetas V100, porque son más aplicables para big data y data science, áreas en las que todavía tenemos algunas consultas.


IBS DataFort probó y distribuyó software por mapa.

En términos del resto de la plancha, la elección recayó exclusivamente en el servidor de bastidor Cisco UCS (por qué no los blades, ver arriba), que permiten instalar de dos a seis tarjetas NVIDIA en un caso. Esto le permite organizar VDI con una alta densidad de estaciones de trabajo en el servidor, pero al mismo tiempo impone sus propias limitaciones y requisitos sobre ES y disipación de calor para el centro de datos, donde está instalado todo esto.

En este punto, finalizamos la formación del servicio y lo lanzamos al mercado.

Ahora estamos buscando un nicho en el que IBS DataFort use la tarjeta NVIDIA T4 lanzada a fines de 2018 - principios de 2019 con la máxima eficiencia. Esta tarjeta está optimizada en términos de consumo de energía, disipación de calor y el espacio que ocupa en el servidor (un asiento PCI en su lugar dos, como M10 y P40). La novedad es capaz de resolver problemas con ES y la densidad relativamente baja de tarjetas en un servidor (surgen cuando se utilizan los mismos M10 y P40).

Por lo tanto, para IBS DataFort, trabajar con T4 es una oportunidad para diseñar una solución que sea más atractiva en términos de precio y rendimiento de lo que ofrecimos anteriormente en el mercado.

En lugar de salida


Las estaciones de trabajo virtuales significan centralización y protección de los datos de los usuarios, la capacidad de conectar rápidamente y presupuestar a nuevos usuarios, por ejemplo, al expandir una empresa, eliminando el tiempo de inactividad en caso de falla del equipo (puede reanudar inmediatamente el trabajo en otro dispositivo sin perder datos. Puede integrar y estandarizar Los procesos comerciales en sucursales remotas, estandarizan y unifican los lugares de trabajo, aumentan la estabilidad de los flujos de trabajo. Lo principal es elegir un proveedor confiable con planes tarifarios .

Source: https://habr.com/ru/post/457964/


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