Зачем нужен выделенный сервер с GPU
Объем информации в нашем мире увеличивается каждый день в немыслимых объемах. Это привело к тому, что многие информационные системы и оборудование с трудом справляются с обработкой поступающих данных. Решить проблему высокой производительности вычислений сегодня смогли серверы с GPU. Это системы с графическими картами, ставшие инструментом для майнинга, рендеринга, стриминга и других ресурсоемких процедур, для которых недостаточно мощности центрального процессора. Серверы с видеокартами также нередко применяются для 3D-моделирования, машинного обучения и сложной аналитики, многие компании уже перешли или в будущем планируют использование подобных систем.
Давайте разберемся, в чем заключаются особенности GPU-серверов, когда оправдано их использование и какие параметры стоит учесть перед заказом подобной услуги у провайдера.
Особенности использования видеокарт
Ранее за любые операции на ПК отвечал центральный процессор – CPU. Именно за счет него выполнялись необходимые вычисления, обрабатывались запросы видеокарты, осуществлялась передача звука и вывод графики на экран. Однако зачастую процедуры происходили с задержкой, так как мощностей такого процессора не хватало на выполнение одновременных операций.
С развитием оборудования стали применяться дискретные и интегрированные видеокарты. Их появление стало закономерным итогом усложнения графических задач и повышения требований со стороны программ и приложений. Для того чтобы осуществить быстрое выполнение задач, видеокарты обзавелись собственным процессором – Graphic Processor Unit. Его целью стало выполнение однотипных вычислений в несколько потоков. Нередко для обозначения такого процессора используют термины «графический ускоритель» и «видеопроцессор», которые характеризуют функционал GPU.
Выделенный сервер с GPU
Существует несколько вариантов применения технологии для организации ИТ-инфраструктуры. Первый из них – выделенный сервер с GPU. Такой вариант подходит для проектов, которые требуют большой вычислительной мощности и производительности.
Архитектура GPU позволяет увеличить скорость обработки информации, так как за такт работы выполняется несколько одновременных операций. Плюс использования выделенного сервера в том, что их можно объединить в единый отказоустойчивый кластер и использовать для создания производительной инфраструктуры.
GPU обычно используется для вычислений. Поэтому оснащать физический выделенный сервер видеокартой целесообразно только, если деятельность вашей компании связана с ресурсоемкими вычислениями. Чаще всего такой вариант выбирают для криптоанализа и криптографии, 3Д-моделирования, работы с Big Data и т. д. Чаще всего это касается сфер разработки, видеоигр, исследовательских проектов, в которых важны масштабные вычисления и различные медиа-ресурсы.
VPS с видеокартой
Многие организации в последние годы отказываются от использования физического оборудования и переходят на аренду виртуальных серверов. В этом случае наиболее логичным выглядит использование VPS с видеокартой. Этот вариант подходит для тех фирм, которые нуждаются в высокой производительности, но при этом хотят снизить расходы на инфраструктуру.
Виртуальный сервер, или VPS / VDS, представляет собой продукт виртуализации. При использовании такой технологии на физическом сервере с помощью гипервизора создается несколько независящих друг от друга серверов. Каждый из виртуальных серверов использует определенные выделенные ресурсы. Память и процессорные ядра также распределяются между созданными элементами.
В настоящем технология виртуализации позволила создавать и виртуальный графический процессор – vGPU. Он разворачивается на виртуальном сервере при помощи определенного ПО. В качестве основы используется физический GPU.
Виртуальный выделенный сервер с видеокартой дешевле и проще в настройках, чем физический. Он отличается высокой масштабируемостью и простотой управления, однако подходит для локальных проектов. Для бизнес-процессов, требующих высокой производительности, рекомендовано использование физического оборудования.
Облачный сервер с видеокартой
Также нельзя не упомянуть еще об этом популярном варианте выделенного сервера с видеокартой. Речь, конечно же, об облачной технологии.
Cloud-сервер представляет собой сервис, созданный на основе виртуализации с использованием облачных технологий и GPU-ускорителя. Аренда такого выделенного сервера с GPU может потребоваться для компаний, занимающихся разработкой или исследовательскими проектами. Как правило, использование облака позволяет существенно сократить расходы на инфраструктуру и оптимизировать все затраты организации. Подобное решение особенно актуально для небольших фирм с удаленной занятостью, которые не нуждаются в использовании физического оборудования.
Облачные технологии нередко применяются и для создания единой виртуальной среды для удаленной работы в крупных организациях. Это позволяет обеспечить непрерывность бизнес-процессов и высокий уровень безопасности. Особенно популярным подобное решение стало в условиях пандемии, так как позволило быстро настроить удаленную работу отделов и обеспечить связь между ними.
В последние годы на cloud-серверы с GPU переходят и различные геймерские компании-разработчики. Сфера облачного гейминга в последнее время обрела много поклонников, так же распространенные получили сервисы для облачного видео-стриминга. Все они не обходятся без серверов с видеокартой, так как требуют ресурсов и обработки большого количества операций.
Сферы применения
Многие эксперты уже говорят о том, что использование видеокарт для вычислений стало новых витком в истории IT. Технология уже применяется в различных сферах бизнеса и науки, а инфраструктуры с использованием серверов с GPU стали неотъемлемой частью крупных корпораций и небольших фирм.
Изначально подобные системы применялись для работы со сложной графикой. Однако высокая производительность серверов позволила применять видеокарты и для выполнения общих вычислений. В результате появилась технология GPGPU, которая предполагает применение множества параллельных вычислений для процедур с неграфическим типом данных.
Сегодня GPU активно применяется в следующих сферах:
- Научные исследования и CUDA-вычисления (например, вычисления при помощи видеокарт часто используются в химии и биохимии, математике и т. д.).
- Анализ и обработка Big Data.
- Статистические расчеты и построение прогностических моделей.
- Дизайн и 3D-моделирование.
- Наработки в сфере искусственного интеллекта.
- Разработка и тестирование приложений с видеоконтентом.
- Графический рендеринг.
- Майнинг и блокчейн.
- Разработка компьютерных игр и симуляторов.
- Криптоанализ и криптографические манипуляции.
- Транскодинг видео.
Еще одна неожиданная сфера применения серверов с видеокартой – это службы безопасности. Дело в том, что из-за большого количества ядер видеокарты часто используются для перебора паролей и взлома серверов. Поэтому для защиты данных применяется зеркальное решение – настройка защиты за счет тестирования инфраструктуры с использованием графических ускорителей.
Отличия CPU И GPU
Принцип потоковой обработки операций, которые используется в CPU и GPU, серьезно различается. Именно это можно считать главной разницей в вычислениях в центральном процессоре в сравнении с операциями на графическом процессоре. Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее:
- Принцип работы CPU строится на выполнении операций в строгой последовательности. В первую очередь выполняются задачи с высоким приоритетом, выполнение нового шага возможно только после завершения предыдущего и основывается на имеющихся результатах. Это означает, что ошибка на одном из этапов приведет к сбою всей программы.
- Современные CPU имеют несколько ядер, каждое из которых обрабатывает свою последовательность операций. Это позволяет реализовать принцип многозадачности, но каждая операция все равно обрабатывается в определенной последовательности.
- Архитектура GPU предполагает наличие множество ядер, которые объединяются в блоки. В основу технологии изначально заложен принцип распараллельности. То есть процессор одновременно выполняет несколько задач параллельными потоками. В результате этого ошибка в одной из операций не приводит к сбою всей программы. Это позволяет добиться высокой производительности.
Также стоит отметить, что технологии по-разному реализовывают доступ к памяти. За счет этого GPU не требуется емкая память, но при этом стоит понимать, что операция записи данных и считывание результата являются разными процессами.
Преимущества сервера с видеокартой
Аренда физического сервера с GPU имеет несколько плюсов:
- Стабильность. Такие системы отличаются стабильной работой даже при пиковых нагрузках. Инфраструктура, построенная на серверах с видеокартой, работает без сбоев и простоев.
- Оперативность. Технология GPU позволяет обрабатывать большие массивы данных, что критически важно для ряда научных и бизнес-процессов.
- Быстрая обработка данных. Видеокарта в среднем позволяет обрабатывать данные в 8–10 раз быстрее, чем это делает центральный процессор.
- Индивидуальная конфигурация. Серверы собираются в соответствии с запросами клиента, что позволяет получить инфраструктуру нужной мощности. Также компания может оптимизировать расходы и платить только за фактически потребляемые ресурсы.
- Защита от DDoS-атак. Как правило, серверы имеют базовую защиту от DDoS-атак, что позволяет избежать потери или утечки данных.
Недостатки сервера с GPU
Многих клиентов волнует вопрос о том, имеются ли у подобных серверов недостатки. К их числу можно отнести заблуждение о том, что главные вычислительные мощности возложены на видеокарту. Графический адаптер решает множество простых задач, однако ряд процессов он не способен выполнить собственными усилиями. Поэтому GPU почти всегда используется совместно с CPU.
Выводы
Сервер с графическими картами предоставляет максимум возможностей для увеличения скорости обработки графических данных. Если в традиционных CPU может использоваться до 24 ядер, то в GPU – их содержится около 3000. Это позволяет выполнять почти в 100 раз больше различных операций и делать это практически в 10 раз быстрее.
Использовать сервер с видеокартой предпочтительнее в тех случаях, когда вам требуется работа с графикой или видео. Подобная инфраструктура уместна для компаний в сфере дизайна, анимации и видеомонтажа. Также серверы с CPU часто применяются для майнинга криптовалют и выполнения статических расчетов. Еще одна сфера, которая не обходится без использования серверов с графическими картами, это масштабные научные исследования. То есть, по сути GPU-сервер незаменим для процессов, связанных с обработкой больших массивов информации.
Мы можем сделать вывод о том, что серверы с видеокартой не только заняли свою «естественную» нишу, но и стали незаменимыми в самых непредсказуемых областях. Реалии таковы, что даже небольшая компания, занимающаяся разработкой или тестированием, сегодня нуждается в использование серверов с GPU. Крупным организациям применение подобной технологии может потребоваться при анализе Big Data или работе с искусственным интеллектом.
Хотите арендовать сервер с GPU или остались вопросы о технологии? Специалисты нашего дата-центра Xelent подробнее расскажут об услуге и подберут оптимальное решение, учитывающее сферу деятельности и потребности вашей компании. Оставляйте заявку на сайте или звоните по указанным номерам!
