Обзор моей новой рабочей станции PERFORMANCE PRO от DigitalRazor

Коллеги и друзья, приветствую вас! Весной 2021 года я приобрел новую рабочую станцию и спешу поделиться с вами своим опытом работы с новым оборудованием и результатами тестирования.

Сейчас, покупать новые компьютеры задача не из простых, постоянно изменяется цена на комплектующие, наступает кризис полупроводников и нехватка производственных мощностей, оказывают негативное влияние на цену и доступность необходимых комплектующих.

Я около года назад начал разрабатывать новую рабочую станцию и тщательно подбирать компоненты будущей системы. В данной статье я опишу конфигурацию рабочей станции, её функционал, представлю результаты тестирования и продемонстрирую производительность в практических примерах, на основе моих текущих проектов.

Предисловие

Последний раз, я 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 я её немного проапгрейдил, добавил памяти, заменил SSD, заменил систему охлаждения, и заменил графический ускоритель. Именно на этой системе я по достоинству оценил возможности архитектуры NVIDIA Turing и стека RTX.

Сейчас, за 8 лет, практически всё программное обеспечение обновлено с учетом поддержки возможности 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 я перешел около 6 лет назад, и превосходно выполняю ежедневные обязанности, связанные с работой над графикой и визуализацией, а также над написанием статей и технической документации.

Летом 2020 года, я принял решение обновить свою рабочую станцию на срок до 5 лет, накопил деньжат и потратил :) Я не люблю менять оборудование раз в 2 - 3 года, это слишком быстро, а вот раз в 5 - 6 лет, - самое оптимальный период. При этом, мои 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 меня, концепция Клиент-Сервер остается очень актуальной, мне важно получать доступ не только операционной системе и ПО, но и к оборудованию, например для обслуживания системы или удаленного запуска/выключения.

Первая рабочая станция подготовленная любезно специалистами компании FORSITE была создана по данным требованиям, и обладала хоть и не полным, но достаточно широким функционалом.

В 2020 году я активно тестировал рабочую станцию от другой компании, но она не удовлетворила моих потребностей в функционале и мне потребовалось пересмотреть комплектующие, которые обладают рядом важных функций, которых небыло в том решении и платформе на базе материнской платы ASUS.

Но так как я работаю над несколькими проектами, тратить время на сборку вручную сейчас не представлялось возможным, и было решено заказать готовую сборку но с персонализированной конфигурацией. Я обратился в компанию DigitalRazor, специалисты которой были готовы помочь в реализации моих хотелок. При этом, с этими ребятами я работал не над одной статьей для вас, и многие обзоры, были созданы благодаря их поддержке.

Представленную вашему вниманию статью, я разделил на несколько разделов:

  1. Требования и пожелания к системе
  2. Описание комплектующих системы
  3. Программное обеспечение
  4. Особенности конфигураций для поддержки Linux
  5. Тестирование на Windows и Linux
  6. Возможности Supermicro и удобство эксплуатации
  7. Заказ компьютера и его доставка
  8. Обновление и ремонт системы

Как видите, список разделов большой. И чтобы вас не томить, я приступлю к рассказу.

Требования и пожелания к системе

Первое, чем я занялся, - приступил к написанию ключевых требований 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)
    • Поддержка высокопроизводительных GPU
    • Поддержка гибридных вычислений CPU+GPU
    • 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 (нативная) поддержка операционных систем семейства Linux, в частности RHEL 8 и Fedora 31.

Для реализации потребностей, я обратился к выбору не доступных и популярных компонентов, а специализированных решений для серверов и рабочих станций.

Я сразу определился 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, я начал выбирать удовлетворяющие требованиям комплектующие.

Комплектующие системы

Определившись с требованиями, я перешел 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 нативной поддержки Linux, что было критически важно для меня, а также, продукты ASUS обладают достаточно специфической системой удаленного администрирования, со специфическим софтом.

Я обратил 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 мой 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 меня 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 моим желаниям.

В итоге, я обратился к продукции компании Supermicro и подобрал две модели материнских плат, практически полностью удовлетворяющие моим требованиям.

img_001.png

Рис. 1. Материнские платы Supermicro X12SCA-F и X11SRA-F

Изначально, мой выбор пал на материнские платы Supermicro X12SCA-F (Рис. 1 слева), и Supermicro X11SRA-F (Рис. 1 справа).

Первая материнская плата - X11SRA-F, поддерживает один процессор Intel Xeon серии W-21xx и W-22xx с сокетом LGA2066. Благодаря чипсету Intel C422, модель X11SRA-F представляет собой высокопроизводительную материнскую плату для рабочих станций с несколькими графическими ускорителями, обеспечивя надежность и стабильность. Она предлагает новейшие высокопроизводительные функции, такие как интерфейсы хранения данных NVMe, стандартов M.2 и U.2, и память DDR4 со скоростью до 2933 МГц.

Вторая материнская плата - X12SCA-F, основана на функциях и возможностях 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.

По ссылке вы можете сравнить технические характеристики выбранных мною материнских плат. Далее, было необходимо выбрать сам процессор. В моем производстве 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.

Проанализировав все возможности и функционал, а также свои потребности. Вместо платформы на основе дорогого и с излишним функционалом Xeon W, я остановил свой выбор на более доступном процессоре Intel Core i9-10900KF. Это десятиядерный процессор основан на архитектуре Comet Lake. Полные спецификации процессора доступны по ссылке.

Важным моментом является мое 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 2500, данный сопроцессор позволяет выводить изображение и в web-консоли или специальном приложении на Java с помощью функции IPMI, о чем я расскажу ниже.

table_01.png

Таблица 1. Ключевые характеристики процессора.

В связи с тем что процессор и объем поддерживаемый им памяти меня полностью удовлетворяют, я остановил свой выбор на материнской плате Supermicro X12SCA-F. С данной материнской платой был интересный случай, когда я рассчитывал конфигурацию в первый раз, данных материнских плат не было еще на рынке от слова "совсем", их даже не выпускали на заводе, хотя, я 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.

Конечно, также потребовалось уложиться в определенный бюджет, на всю систему в целом, у меня было отведено 180 000 рублей, а графический ускоритель NVIDIA GeForce RTX 3090 был получен гораздо раньше, еще во времена начала продаж и когда цены не были космически-заоблачными.

В качестве оперативной памяти была выбрана память стандарта DDR4, Kingston KVR29N21D8/32 с частотой 2933MHz.

img_002.png

Рис. 2. Планка памяти Kingston KVR29N21D8/32 с частотой 2933MHz стандарта DDR4. Фото с сайта nix.ru.

Я заказал конфигурацию с 64 Gb ОЗУ, в будущем я увеличу объем до 128 Gb, это дело наживное. Память была выбрана специально, без излишеств. Она не нагревается сверх-пределов во время активного использования и можно было смело отказаться от системы охлаждения.

В качестве системного диска был использован SSD STA 3 от Samsung. Я выбрал популярную модель SAMSUNG 870 EVO на 1 Tb. Это доступное по цене решение, превосходно подходящее для установки ОС и развертывания всего необходимого ПО.

img_003.png

Рис. 3. SSD накопитель SATA 3, модель Samsung 870 EVO. Фото с сайта nix.ru.

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. Я предусматривал работу с файловой системой XFS, доступной в Red Hat Enterprise Linux, Fedora и CentOS.

img_004.png

Рис. 4. Скорость накопителя Samsung 870 EVO 1 Tb в тесте CrystalDiskMark (Microsoft Windows 10 19H1).

Накопитель использует 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, я планирую 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 я выбрал классическую воздушную систему от Be Quiet! Dark Rock Pro 4. Это достаточно увесистая система, которая превосходно охлаждает CPU в процессе долгих нагрузок. Я выбирал систему охлаждения с учетом обновления каждые 4 года, и помимо ТТХ, я также ориентировался по MTBF кулера, который составляет 300 тыс. часов.

img_005.png

Рис. 5. Система охлаждения Be Quiet! Dark Rock Pro 4, являющаяся известным универсальным решением, подходящим под многие модели процессоров Intel и AMD с высоким TDP. Фото с сайта nix.ru.

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, я оставил 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 моем случае, было необходимо запитать NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition, с чем данный БП также справился.

img_006.png

Рис. 6. Блок питания Super Flower Leadex Platinum на 1200W с богатыми возможностями питания CPU и GPU. Фото с сайта nix.ru.

В качестве корпуса выступил популярная модель Define 7 от Fractal Design. Мне давно приглянулись данные корпуса и их функциональность, поэтому я решил остановить свой выбор именно на этой модели. Но, я отказался от модели с прозрачными стенками, и оставил “брутальный черный ящик”.

img_007.png

Рис. 7. Корпус Define 7 от Fractal Design. Фото с сайта fractal-design.com.

Данный корпус, но в редакции XL, я обозревал в прошлом году, когда ко мне на тестирование была привезена рабочая станция от другого известного бренда. В корпусах от Fractal Design мне 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.

Программное обеспечение

Новая рабочая станция создавалась специально для решения определенных задач в производстве компьютерной графики. Зачастую мне приходится работать с большими моделями, а также, обарабывать секвенции кадров из многослойных OpenEXR с различными типами данных.

В качестве операционной системы выбрана ОС Red Hat Enterprise Linux 8, установленная и сконфигурированная в режиме Workstation. В качестве основного приложения компьютерной графики и анимации выбран пакет Autodesk Maya 2020.4, в будущем будет выполнено обновление до Autodesk Maya 2022.1.

  • В качестве основных систем визуализации я использую 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 я использую 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 Studio.

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 я активно использую виртуальные машины на базе VMware Workstation Pro.

Особенности конфигураций для поддержки Linux

Опыт работы с компьютерами за последние годы, мне подсказал, что лучше всего приобрести комплектующие в которых заявлена официальная поддержка операционных систем семейства Linux. Обычно, производители серверного оборудования и профессиональных решений, стараются реализовывать поддержку двух популярных дистрибутивов - Red Hat Enterprise Linux/Fedora и Debian/Ubuntu, а все производные от них дистрибутивы так или иначе, будут поддерживать работу с этим оборудованием, если иного не заложили разработчики.

Сейчас, практически все материнские платы и комплектующие для серверов созданы на единых компонентах, для которых были разработаны драйвера как для Windows, так и для Linux. Поэтому, особой сложности в развертывании операционной системы, не будет, за исключением пары моментов, касающихся специфических для конкретного оборудования и периферии случаев.

NVIDIA официально выпускает свои решения для Linux и активно развивает доступность своих инструментов и библиотек на Linux, поэтому, мы можем смело развернуть любое окружение, на свободной платформе, которую мы можем сконфигурировать под себя.

Мой выбор был сделан в сторону известного в индустрии CG дистрибутива Red Hat Enterprise Linux 8 в редакции Workstation. Данная операционная система семейства Linux разработана специально для развертывания на рабочих станциях и серверах, используемых в требовательных к вычислительной мощности рабочим нагрузкам. При этом, она очень кастомизируема, и может быть использована для работы как с 3D-графикой и анимацией, так и композитинга, что и послужило выбором для меня. А годовая подписка с поддержкой, стоит вменяемых для любого CG-художника денег.

img_008.png

Рис. 8. Операционная система RHEL 8 развернутая на рабочей станции DIGITAL RAZOR PERFORMANCE PRO.

Опыт работы с Linux продолжительностью в 7 лет, уже показал состоятельность систем и приложений с открытым исходным кодом для работы над очень сложными проектами. При этом, можно спокойно обойтись стандартным инструментарием, а создать собственные расширения, гораздо проще на платформе Linux, и перенести её на macOS или Windows.

При выборе комплектующих, придерживайтесь простых правил:

  • Проверка поддержки платформы и её компонентов в ОС семейства Linux
  • Проверка наличия драйверов под Linux
  • Описание специфических для Linux возможностей или особенностей конфигурации
  • Поддержка Linux специализированными комплектующими
  • Карты захвата видео
  • Карты обработки звука
  • Карты вывода видео и звука
  • Специализированные платы (в промышленных компьютерах)
  • Поддержка Linux прикладным программным обеспечением

Тестирование рабочей станции

Так как компьютер я покупал для работы и исследований, то было-бы грех, купить его и не протестировать на двух платформах сразу. ОС Windows 10 не является моей основной рабочей средой, но проводить тесты для большинства пользователей, лучше используя возможности данной платформы. Сейчас, практически все основное ПО разрабатывается с учетом поддержки Windows. При этом, если это внутренние разработки студии, которые планируется выпустить на рынок для продажи, они будут разрабатываться с учетом последующего портирования на платформу Windows.

За годы тестирования различного оборудования, у меня был сформирован набор тестов, которые отлично показывают производительность рабочих станций и их компонентов.

В данном разделе, вы увидите результаты тестирования процессоров Intel Core i9-10900KF, Intel Core i9-10940X, Intel Core i7-11700K и сравнение их производительности.

Со спецификациями всех трех процессоров, вы можете ознакомиться пройдя по ссылке

Характеристики тестовых стендов

В моем тестировании, я взял за основу тесты проведенные мною в предыдущих статьях, и сравнил их с результатами тестов, полученных на моей новой рабочей станции. Здесь я приведу основные характеристики рабочих станций из предыдущих обзоров.

Рабочая станция HYPERPC PRO 7T STUDIO

  • Центральный процессор Intel Core i9-10940X
  • Материнская плата ASUS WS X299 SAGE
  • Оперативная память 128 Гб DDR4-2400
  • SSD M.2 Samsung SSD 970 EVO Plus 2 Tb
  • NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition

Игровой компьютер DIGITALRAZOR PERFORMANCE CM

  • Центральный процессор Intel Core i7-11700K
  • Материнская плата GIGABYTE Z590 AORUS ELITE AX
  • Оперативная память 64 Гб DDR4-3200
  • SSD M.2 Samsung SSD 970 EVO Plus 256 Gb
  • GIGABYTE AORUS GeForce RTX 3090 MASTER 24G

Каждая из систем была протестирована в базовых настройках драйверов и программного обеспечения. Мы старались тестировать используя свежие версии драйверов для чипсетов, видеокарт и других компонентов системы. Но так как тесты проводились в разные периоды, результаты могут различаться в определенных моментах, о чем я расскажу отдельно.

Для всех систем, которые я тестирую, в первую очередь используется набор тестов SPECwpc, который позволяет смоделировать различные рабочие нагрузки, от компиляции программного обеспечения, до интерактивной графики в приложениях САПР. На его основе у меня собрано много различных результатов тестов и проведено экспериментов. Рассмотрим результаты проведенного тестирования моей новой рабочей станции.

img_009.png

Рис. 9. SPECwpc. Результаты группы тестов Media & Entertainment. Больше — лучше.

Первая группа тестов SPECwpc измеряет производительность CPU в скорости визуализации 3D сцен и кодировании/декодировании видео. В основе лежат тесты на основе ядер визуализации Blender Cycles и LuxRender CPU, и инструментария кодирования/декодирования видео Handbrake.

Как видно из представленной на рисунке 9 диаграммы, процессоры 10-го поколения идут показывают практически идентичный результат. Но процессор 11-го поколения, наоборот, демонстрирует большее превосходство над своими предшественниками в целом, о чем я говорил в отдельном видео.

Процессоры Intel 10- и 11-го поколений превосходно показывают свою производительность над процессором AMD Ryzen Threadripper 2-го поколения. Но преимущество процессоров AMD проявляется в обработке больших массивов пикселей, и кодировании/декодировании видео, в тесте Handbrake, процессор Ryzen демонстрирует лучший результат в сравнении с процессорами Intel.

Производительность в рабочих нагрузках, связанных с визуализацией 3D-графики показывает немного иной результат, здесь, процессоры Intel оказались в фаворитах, и моя рабочая станция на базе Intel Core i9-10900KF демонстрирует очень близкий к Intel Core i9-10940X результат, что показывает достаточно хорошую проработку архитектуры процессоров для достижения высокой производительности в вычислениях с плавающей запятой.

img_010.png

Рис. 10. SPECwpc. Результаты группы тестов Life Sciences. Больше — лучше.

В задачах связанных с научными вычислениями в биологии и медицине (Life Sciences), моя новая рабочая станция показала превосходный результат в графическом тесте Medical-02 из набора SPEC Viewperf 13. Но это т результат был получен благодаря превосходной графической подсистеме на базе NVIDIA GeForce RTX 3090. В наборе тестов Radinia, разработанном профессором Кевином Скадроном из Университета Вирджинии, новая рабочая станция показала практически схожий с системами на базе Intel Core i7-11700K и Intel Core i9-7900X, но уступила системам на базе многоядерных процессоров Intel Core i9-10940X и AMD Ryzen Threadripper 2950X. Это легко объясняется, так как процессоры i9-10940X и Ryzen Threadripper 2950X обладают большим количеством ядер/потоков в сравнении с рассматриваемыми представителями младших поколений.

В тесте на моделирование масштабируемой молекулярной динамики NAMD процессор Intel Core i9-10900KF показал самый низкий результат, но так как я подобные задачи не решаю, результат данного теста для меня был не критичен, но если необходимо решать подобные задачи, то стоит присмотреться к процессору большей производительности, например серии -X от Intel или Threadripper от AMD.

Еще один тест на вычисления молекулярной динамики — LAMMPS. Данный тест состоит из 5 проходов с различными свойствами молекул, он работает параллельно и использует MPI из тестов SPECworkstation. В данном тесте процессор Intel Core i9-10900KF также не показал превосходящего над своими конкурентами результата, что интересно процессор 7-го поколения в обоих тестах на моделирование молекулярной динамики показал достойный результат.

img_011.png

Рис. 11. SPECwpc. Результаты группы тестов Financial Services. Больше — лучше.

В группе тестов в области финансовых вычислений, процессор Intel Core i9-10900KF также показал на самый выдающийся результат. Он хорошо показал себя в тестах на основе алгоритмов Monte Carlo, но уступает своим конкурентам в тестах Black-Scholes и Binomial. Эти тесты очень требовательны к многопоточности и хорошо себя показывают на процессорах с большим количеством ядер/потоков.

img_012.png

Рис. 12. SPECwpc. Результаты группы тестов General Operations. Больше — лучше.

В общих задачах, таких как компиляция приложений на Python, компрессия файлов и компиляции приложений на Octave, процессор Intel Core i9-10900KF показывает превосходный результат. Он практически не уступает своим конкурентам, и даже превзошел результаты процессоров Intel Core i9-10940X и AMD Ryzen Threadripper. Данный момент очень странный, так как низкая производительность может быть обусловлена особенностями платформ, на которых производилось тестирование.

img_013.png

Рис. 13. SPECwpc. Результаты группы тестов Energy. Больше — лучше.

В группе тестов посвященных задачам в области энергетики, новая рабочая станция заняла твердую середину в большинстве тестов. Что интересно, в тесте Convolution, который выполняет разрозненную фильтрацию размером 100х100 пикселей в изображении 20000х20000 пикселей, процессор Core i9-10900KF показал очень достойный результат. Но в моделях, требующих многопоточности, новый процессор уступил свои конкурентам, но незначительно, заняв стабильное положение по отношению к лидерам теста.

Если подвести итоги теста, моя новая рабочая станция показывает достойный результат для большинства операций, я уже на практике оценил преимущества данной системы и остался доволен многими показателями. Особенно в визуализации 3D-графики и композитинге видео. Набор тестов SPEC Workstation превосходно показывает, как может показать себя система в различных рабочих нагрузках, но наиболее полным будет ответ, основанный на моделях и данных из реальных проектов. О чем я расскажу ниже.

С развитием интерактивных и игровых движков, стало актуальным тестировать возможности рабочих станций в игровых приложениях, ведь многие из них основаны на Unreal Engine или Unity. На Windows я всегда стараюсь выполнить тестирование системы с помощью набора синтетических тестов 3DMark, и проанализировать производительность системы в целом или её отдельных компонентов. В данном тестировании я сделал несколько тестов, проведенных с включенным режимом Hyper-Threading и когда режим Hyper-Threading отключен. В дальнейшем я покажу влияние режима Hyper-Threading на производительность в различных вычислительных задачах.

Давайте рассмотрим результаты тестов, проведенных с помощью 3DMark Steam Edition. В качестве основы, я использую четыре теста: Time Spy, Fire Strike, Sky Diver, PCI-Express Feature Test.

img_014.png

Рис. 14. Результаты теста 3DMark Time Spy в разрешении Full HD.

В тесте Time Spy моя новая рабочая станция оказалась наиболее производительным решением, набрав 17628 баллов. Благодаря оптимизации материнской платы для работы с интенсивными вычислениями на CPU, новый процессор показал наилучший результат, при этом, обойдя даже старшую модель в лице Intel Core i9-10940X.

img_015.png

Рис. 15.Результаты теста 3DMark Fire Strike Extreme в разрешении Full HD.

В тесте Fire Strike, который моделирует игры на основе DirectX 11, выполняемые на современных игровых ПК. Тест включает два набора графических тестов, физический тест и стресс тест для CPU и GPU. В данном тесте наоборот, процессор AMD вышел в лидеры, а процессор Intel Core i9-10900KF показал схожий с процессором Intel Core i7-11700K результат. А старший процессор Intel Core i9-10940X показал уверенный средний результат.

img_016.png

Рис. 16.Результаты теста 3DMark Sky Diver в разрешении Full HD.

Набор Sky Diver также производит серию тестов на основе DirectX 11, но рассчитан на встроенную графику и на возможности CPU. В данном тесте, процессор Intel Core i9-10900KF показал результат, близкий к процессору Intel Core i7-11700K и AMD Ryzen 9 5900X. Но лидером в данном тесте, оказался процессор Core i9-10940X, за счет большего количества ядер/потоков.

Всегда было интересно узнать, как влияет технология Intel Hyper-Threading (HT) на производительность в вычислениях и играх. Я провел несколько тестов с пмощью 3D Mark и получил такие результаты.

img_017.png

Рис. 17. Результаты теста 3DMark Time Spy в разрешении Full HD в различных режимах работы процессора и технологии Hyper-Threading.

В тесте Time Spy без режима HT процессор в тесте набрал всего 16603 балла, что на 1200 баллов меньше, чем с режимом HT.

img_018.png

Рис. 18. Результаты теста 3DMark Fire Strike в разрешении Full HD в различных режимах работы процессора и технологии Hyper-Threading.

В тесте Fire Strike мы видим аналогичный результат, отключение режима Hyper-Threading приводит к снижению производительности, хотя в данном тесте, оно не настолько сильно.

img_019.png

Рис. 19. Результаты теста 3DMark Sky Diver в разрешении Full HD в различных режимах работы процессора и технологии Hyper-Threading.

В тесте Sky Diver, мы также видим снижение производительности, если режим HT отключен. Причем в данном тесте, снижение достаточно заметно.

img_020.png

Рис. 20. Результаты теста 3DMark PCI Express Feature Test в разрешении Full HD.

И финальным тестом, является сравнение производительности шины PCI Express. Процессоры Intel Core 10-го поколения, поддерживают шину PCI Express 3.0, а процессоры Intel Core 11-го поколения и AMD Ryzen, поддерживают PCI Express 4.0. Тест PCI Express Feature Test наглядно показывает производительность новой системы, в которой использована шина PCI Express 3.0 x16. PCI Express 3.0 уступает PCI Express 4.0 практически в два раза, что снижает возможности для работы над задачами, связанными с ИИ и МО.

Для меня было важно понять, насколько процессор быстр в вычислениях связанных с визуализацией. Я обратился к проверенным годами тестам на основе Blender Cycles и ряду синтетических тестов, на основе коммерческих ядер визуализации. Первым я протестировал ядро визуализации Cycles, набирающее широкую популярность и очень динамично распространяемое. В тесте, я использовал ядро Cycles как в версии Blender 2.83.13 LTS, так и Blender 2.92.

img_021.png

Рис. 21. Результаты тестов визуализации сцен с помощью Blender 2.83 и ядра визуализации Cycles.

В первом тесте, я сравнил производительность процессоров в визуализации четырех сцен, созданных в разных версиях Blender и обладающими различными свойствами и применяемыми в них функции программы. Процессор который я выбрал, в версии 2.83.13 показал себя очень производительным решением, в сравнении с конкурентами и старшими моделями. Наиболее производительным, среди протестированных, является процессор AMD Ryzen 9 5900X. Старший процессор, в лице Core i9-10940X, превосходит 10900KF, но это достигается за счет большего количества ядер. Но если сравнить с процессором 11-го поколения, а именно с Core i7-11700K, то процессор 11-го поколения выполняет вычисления с той же производительностью, что и Core i9-10900KF. Это легко объяснить, ведь в 11 поколении процессоров Core, Intel провела большую оптимизацию архитектуры, и процессоры при меньшем количестве ядер, и меньшем энергопотреблении, получили большую производительность, что хорошо сказывается на производительности в таких задачах, как визуализация 3D графики.

img_022.png

Рис. 22. Сравнение производительности в визуализации 3D сцен с применением Blender 2.83.13 и Blender 2.92.0.

Я сравнил производительность ядра Cycles в двух различных версиях Blender. За основу были взяты версии Blender 2.83.13 LTS и Blender 2.92.0. Первая версия, ориентирована на продолжительный цикл поддержки, а вторая, ориентирована на быстрое обновление и добавление нового функционала и отладку. В LTS версию часто включаются исправления из минорных версий, таких как 2.9X. В данном примере вы видите. Как видно из графика на рисунке 22, пакет Blender 2.83.13 уступает в скорости визуализации комплексных сцен. А новая редакция Blender 2.92.0, наоборот, уже обладает определенными оптимизациями в ядре визуализации и дает в некоторых сценах, заметный прирост, это хорошо заметно по тесту в сценах Spring и Grossbery, в которых активно используется процедурная геометрия, такая как трава, и мех. В сценах BMW и Classroom, прирост был небольшим, но ощутимым, так как отыграть 30 — 40 секунд, это очень хороший показатель для визуализации анимации.

Если отключить Hyper-Threading, то мы увидим, насколько снижается производительность в многопоточных алгоритмах, таких как визуализация. Конечно, производительность снижается не ровно на 50%, но ощутимо, поэтому я рекомендую использовать режим Hyper-Threading при визуализации трехмерной графики и видео.

img_023.png

Рис. 23. Производительность Blender Cycles при активной технологии Hyper-Threading и в состоянии, когда Hyper-Threading, выключен.

На рисунке выше, приведена диаграмма в которой показана производительность двух версий Blender с включенным режимом Hyper-Threading и когда данная технология отключена.
Если же сравнивать коммерческие решения, то здесь, в фаворите остаются известные бенчмарки на основе ядер визуализации V-Ray Renderer и Corona Renderer.

img_024.png

Рис. 24. Производительность визуализации с помощью ядра V-Ray CPU.

Я протестировал V-Ray в двух режимах, CPU и гибридном — CPU+GPU. Первый тест показал, что процессор Intel Core i9-10900KF превосходит AMD Rayze 9 5900X в производительности, и выполняет больше выборок. Новый процессор Intel Core i7-11700K показал результат выше, это также можно объяснить и оптимизацией архитектуры CPU и ядра визуализации. Наиболее производительным процессором, в данном тесте является Intel Core i9-10940X. Благодаря 14 ядрам (28 потоков), данный процессор показал наибольшую производительность.

Для тестирования в гибридном режиме, я использовал графический ускоритель NVIDIA GeForce RTX 3090 Founder Edition. Ядро визуализации V-Ray GPU CUDA работает как в режиме GPU, так и CPU+GPU.

В гибридном режиме, моя новая рабочая станция показала наиболее производительный результат. При этом, не уступая рабочей станции на основе Intel Core i9-10940X, буквально незначительно уступив.

img_025.png

Рис. 25. Производительность визуализации с помощью гибридного режима ядра V-Ray CPU+GPU.

В данном тесте, чем больше выполнено итераций, тем чище и качественнее будет получено изображение. Поэтому, наиболее производительным оказался процессор Core i9-10940X, благодаря 28 потокам, выполнить визуализацию в гибридном режиме, у него вышло лучше. Что интересно, и что можно списать на несовершенство ПО, процессор Intel Core i7-11700K показал наименьшую производительность. Во времена тестирования Core i7 11-го поколения, V-Ray Benchmark не был обновлен до ядра V-Ray 5 с поддержкой оптимизаций под процессоры новой архитектуры. Поэтому он и показал, низкий результат.
Следующим тестом, является бенчмарк ядра визуализации Corona Renderer.

img_026.png

Рис. 26. Производительность визуализации с помощью ядра Corona Renderer в Corona Benchmark.

В Corona Benchmark, процессор Cire i9-10900KF показал превосходный результат, опередив даже Core i7-11700K, но закономерно, благодаря большему количеству ядер/потоков, его обошли процессоры Core i9-10940X и Ryzen 9 5900X.

Еще один тест, не самый распространенный в тестировании, но который может показать производительность процессора и GPU — Indigo Benchmark (Рис. 27).

img_027.png

Рис. 27. Результаты теста Indigo Bench для процессора Intel Core i9-10900KF и NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition.

Ядро визуализации Indigo отлично умеет имитировать поток света для создания естественных изображений.

В отличие от традиционных средств визуализации, которые работают с цветами RGB, Indigo повсюду использует вычисления освещения на основе спектральных цветов.

В тесте Bedroom процессор Intel Core i9-10900KF вычислял по 2.071 M samples/sec, а в тесте Supercar, данный процессор набрал 4.483 M samples/sec.

В GPU версии ядра, новая система показала хорошую производительность. Это достигнуто благодаря установленной в систему NVIDIA GeForce RTX 3090. В тесте Bedroom система набрала 20.433 M samples/sec, а в тесте Supercar система набрала 50.332 M samples/sec. Учитывая тот факт, что графический ускоритель был установлен в систему с шиной PCI-Express 3.0 x16, система показала немного меньший результат в сравнении с аналогичными системами, но на базе PCI-Express 4.0 x16, что было подтверждено в списке результатов Indigo Bench.

Отдельного внимания заслуживает сравнение производительности системы в двух различных операционных системах. Я протестировал рабочую станцию с помощью набора тестов Geekbench 5 на Red Hat Enterprise Linux 8.4. Результаты тестов, доступны по ссылке.

img_028.png

Рис. 28. Результаты тестов системы набором тестов Geekbench 5.

В однопоточном режиме, тест CPU показал результат в 1522 балла, а в многопоточном 11627 баллов. При этом, если сравнить с одним из проведенных тестов на базе ОС семейства Windows 10, то здесь, система под управлением данной ос, немного уступила, набрав 1411 в однопоточном режиме, и 11269 в многопоточном режиме. Подробнее о референсе, вы можете узнать пройдя по ссылке. Отмечу, в зависимости от платформы и реализованных в них возможностях, а также в зависимости от конфигурации чипсета и дополнительных функций, используемых разработчиками материнских плат, данный CPU. Например системы, собранные на материнских платах от GIGABYTE, показывают большую производительность в многопоточных вычислениях. Я же придерживаюсь большей продолжительности работы системы, что требует некоторого снижения производительности.

В целом, я остался доволен результатом тестирования и получил результаты, которые ожидал. Далее, мы рассмотрим ключевые возможности платформы Supermicro и удобство эксплуатации.

Возможности платформы Supermicro и удобство эксплуатации рабочей станции

Такие известные производители компьютеров, как HP, DELL, Lenovo и Apple, разрабатывают материнские платы для своих рабочих станций индивидуально. Т.е. материнская плата поддерживает множество возможностей, специально разработанных для конкретных потребностей клиентов. Однако, это значительно удорожает систему и ограничивает скорость исправления и ремонта. Так как компоненты индивидуальны. В нашем же случае, рабочая станция не требовала особого функционала и не была нацелена на применение в очень специализированных задачах. Поэтому мне было выгоднее создать свою рабочую станцию на основе платформы Supermicro и под контролем известной компании, давно присутствующей на рынке.

Важным требованием я выдвинул возможность доступа к оборудованию из внешнего источника и контроль телеметрии системы. При этом, мне необходимо было получать доступ из внешнего источника с возможность включения, перезагрузки и выключения системы, без взаимодействия с основной ОС. Еще одно пожелание, которое реализовала платформа Supermicro, является возможность конфигурации сетевых образов дисков, для установки и восстановления ОС.
Как и у HP, у Supermicro есть поддержка возможностей интерфейса IPMI. Если обратиться к описанию стандарта, то IPMI — интеллектуальный интерфейс управления платформой, предназначенный для автономного мониторинга и управления функциями, встроенными непосредственно в аппаратное и микропрограммное обеспечения серверных платформ. Ключевые характеристики IPMI — мониторинг, восстановление функций управления, журналирование и инвентаризация, которые доступны независимо от процессора, BIOS'a и операционной системы. Функции управления платформой могут быть доступны, даже если система находится в выключенном состоянии.

img_029.png

Рис. 29. Расположение сопроцессора ASPEED AST 2500 на материнской плате Supermicro X12SCA-F.

В материнской плате Supermicro X12SCA-F для реализации функций IPMI предусмотрен отдельный процессор – ASPEED AST2500, связанный с сетевым портом для подключения и управления системой из внешнего источника, например с ноутбука. Он контролирует доступ к включению/отключению системы из вне, является графическим чипом для работы ОС с графическими окружениями (в режиме 2D-графики), поддерживает шину PCI-Express и может быть использован для контроля установки ОС и ПО с флэш-накопителя или сетевого хранилища.

img_030.png

Рис. 30. Сетевые порты материнской платы Supermicro X12SCA-F. Порт RJ-45 (1) для подключения к BMC на материнской плате.

Для работы с сисетмой можно просто подключиться к компьютеру, даже когда он выключен (но питание должно быть подключено) и выполнить соответствующую настройку и запуск через web-браузер, или специализированное приложение – IPMI-View.

img_031.png

Рис. 31. Доступ к рабочей станции через IPMI-интерфейс с ноутбука, подключенного через выделенный сетевой порт.

img_032.png

Рис. 32. Утилита Supermicro IPMI View, предоставляет полный доступ к борудованию и мониторингу состояния системы.

Ради такого функционала, и доступа из вне я задумался о выборе платформы Supermicro в отличие от аналогичных решений ASUS, у которых подобное решение также присутствует, но может потребовать дополнительных вложений, а также отсутствует официальная поддержка ОС семейства Linux, чего нет у Supermicro.

Последним, о чем я хочу рассказать, является заказ компьютера и его доставка.

Заказ компьютера и его доставка

Как я писал выше, материнскую плату мне пришлось подождать, я думаю даже для процессоров 11-го поколения, анонсированная материнская плата тоже еще находится в процессе разработки :). Но я специально, разработав эскиз рабочей станции и её ключевых комплектующих, стал искать поставщика оборудования. Такие комплектующие, добыть не так просто, так как они уникальны, и зачастую заказываются напрямую у дистрибуторов, которые ввозят электронику на территорию России.

В качестве компании, которая обеспечит сборку и подготовку системы я обратился к уже знакомым вам по моим статьям, компании DigitalRazor, расположенной в Санкт-Петербурге. С этой компанией, я работаю более 10 лет, и доверяю работающим в ней специалистам, и могу быть уверен в надежности сборки.

Я просто обратился к знакомым специалистам из DigitalRazor и передал им эскиз конфигурации системы, а через пару дней, уже получил счет со стоимостью нового компьютера, осталось буквально только оплатить. Стоимость системы составила ровно 180 000 рублей. Что вполне обосновано, если учесть, что сумма покрывает сборку, и доставку системы.

img_033.png

Рис. 33. Личный кабинет на сайте компании DigitalRazor.

Процесс сборки и тестирования я отслеживал с помощью личного кабинета на сайте DigitalRazor, осуществлявшей сборку рабочей станции (Рис. 33).
После окончания сборки и тестирования, мне позвонила менеджер и сообщила о готовности компьютера и поинтересовалась, куда доставлять компьютер.
Доставку выполнила компания DPD, причем доставка была выполнена буквально за считанные дни, потребовалось около 3-х суток, чтобы новый компьютер был доставлен ко мне. На все, с момента оплаты счета и доставки рабочей станции, ушло буквально 8 дней, это очень быстро, так как иногда, рабочие станции приходится ждать несколько месяцев, это касается кастомных решений от таких брендов, как Apple или HP, здесь же, проверив наличие комплектующих и доступности их на рынке, я за максимально короткие сроки получил новое оборудование, но при этом, с таким же набором возможностей и сервисов. Хочется выделить подход DigitalRzor к поддержке, все вопросы к конкретному оборудованию, могут быть сформированы с помощью простого телефона и QR-кода, расположенного на задней стенке системного блока, это значительно упрощает работу с изготовителем и дает большой выигрыш в скорости технической поддержки. Чего я не встречал у других вендоров.

img_034.png

Рис. 34. Компьютер и все коробки, а также дополнительные компоненты, были упакованы в комплексный деревянный ящик.

Компьютер был доставлен в большом деревянном ящике. Сотрудник службы доставки привез его на тележке, он оказался не таким легким как я изначально думал, и сотрудник с придыханием, закатил ящик ко мне домой.

Я же перетащил ящик в помещение побольше, положил набок и открутил болты, внутри меня ждали аккуратно упакованные коробочки с комплектующими, сам системный блок и документация. На крышке ящика ребята из DigitalRazor выжигают логотип и название компании. Что выглядит очень классно, мне всегда нравился их подход с этими ящиками. Да, и компьютер я заказал себе, чтобы был ящик для рассады 8-).

Далее, я достал компьютер из упаковки и стал готовить его к установке графического ускорителя, который прибыл ко мне ранее, еще во время начала продаж и моих ранних обзоров.

img_035.png

Рис. 35. Рабочая станция в пенопласте и пленке и после снятия транспортной защиты.

На системном блоке наклеен логотип DigitalRazor в цвете, а на передней крышке, аккуратно приделан металлический логотип, вырезанный лазерным станком.

В отличие от многих более доступных корпусов, решения от Fractal Design обладают хорошей эргономикой, и позволяют вместить в себя разнообразные компоненты. А так как видеокарта NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition не является компактной, то возможность организации пространства в корпусе, пошла на пользу.

img_036.png

Рис. 36. Открытый корпус рабочей станции DIGITALRAZOR PERFORMANCE PRO.

Еще одни плюсом корпуса от Fractal Design является отдельный большой блок для жестких дисков и БП, плотно закрываемый со всех сторон, что препятствует проникновению и накоплению пыли. Вообще, корпуса Fractal Design отличаются особой пыленепроницаемостью, спереди установлена аккуратная мелкая сетка, защищающая систему от пыли. Если открыть корпус через месяц, то он не будет обладать большим количеством пыли.

После проверки целостности сборки и всех ключевых компонентов системы, я приступил к установке графического ускорителя. Это оказалось сделать совсем просто, ведь кабели питания были заранее выведены внутрь корпуса. Также, было необходимо добавить жесткий диск на 2 Тб, который использовался в старой системе, это также было легко сделать, открыв нижнюю секцию корпуса и поместив в кассету жесткий диск.

img_037.png

Рис. 37. Установленный в систему графический ускоритель NVIDIA GeForce RTX 3090 Founders Edition.

Графический ускоритель установился превосходно, но GeForce RTX 3090 настолько большая, что она заполнила практически все пространство корпуса. Отдельного внимания заслуживает особенность, которая может повлиять на работу системы в будущем, а именно установку ОЗУ. Так как система охлаждения очень большая, планки памяти находятся прямо под ней, а это может затруднить установку дополнительных модулей памяти, но это я проверну в будущем, когда займусь минорным обновлением платформы.

img_038.png

Рис. 38. Рабочая станция DIGITALRAZOR PERFORMANCE PRO, установленная на рабочее место. Вверху стоит ноутбук Fugitsu Celsius H720, подключенный к рабочей станции через порт IPMI и с активной страницей логина.

После установки компьютера на рабочее место, осталось только установить ОС и провести тестирование. Я отдельно в подробностях расскажу про возможности материнской платы Supermicro X12SCA-F, так как она предоставляет ряд интересных функций, которые существенно упрощают работу с компьютером в непредвиденных ситуациях, например, когда отключена электроэнергия и систему необходимо восстановить удаленно, и многое другое.

Итог

Необходимость обновить систему назрела сама собой, моя предыдущая рабочая станция уже не справлялась с обработкой комплексных проектов, создаваемых в современных версиях ПО. Притом же, архитектура процессоров 2013 года, это явно устаревшее решение. Сейчас, для трехмерной графики и анимации, а также для композитинга и монтажа видео в 4K (до 6K), необходима рабочая станция с процессором обладающим 8/16 ядрами/потоками, и выбор процессора с 10 ядрами был очень выгодным решением.

При этом, я также использую системы виртуализации, такие как VirtualBox и VMware Worstation, которые используются для экспериментов и исследований с новыми версиями ПО.

Я остался очень доволен качеством сборки, аккуратный корпус с удобным расположением необходимы компонентов, предоставили высокую гибкость в дополнении системы различными элементами, и дали определенную перспективу на будущее развитие.

Хочу поблагодарить компанию DigitalRazor за активное содействие и помощь, а также за своевременную поддержку. Гарантийный период, составляет 36 месяцев, что позволяет обращаться в компанию за помощью, в расчетный период. Данную систему, я рассчитывал на 4 года эксплуатации, и как раз накоплю денег на следующее обновление, которое уже планируется еще более сложное и будет включать даже специализированное оборудование для работы передачей данных по сети на скорости в 10 Gbit/sec и выше.

Недавно, я проверил систему на продолжительных интенсивных задачах, связанных с визуализацией анимации. Система с uptime равным 30 суток, справилась с поставленными задачами превосходно, при этом, мониторинг температуры и нагрузки, не входил за заданные диапазоны, что говорит о высокой надежности всех выбранных компонентов.

756 0 850 4
1
2021-08-19
сколько же стоит такая материнская плата отдельно?
RENDER.RU