Путь к цифровому будущему
Современные компьютеры позволяют промышленным рабочим выполнять сложные операции в сфере автоматизированного проектирования, производства и инжиниринга (CAD, CAM, CAE), гидродинамического моделирования (CFD), термического анализа, анализа напряжений и характеристик выносливости материалов, а также визуализации и тестирования конструкций и моделей при помощи виртуальной реальности (VR). Рабочие станции также неоценимы, если речь заходит о высоких вычислительных нагрузках и больших объёмах обрабатываемых данных: например, при работе с ИИ, машинным обучением и сложными аналитическими задачами.
Высокопроизводительные ПК отличаются более низкой начальной ценой, поэтому можно подумать, что для решения подобных задач выгоднее использовать именно их. Но специализированные рабочие станции выигрывают у ПК сразу по нескольким направлениям. Да, обычные ПК, собранные под конкретные требования клиента, позволяют успешно обрабатывать современные рабочие нагрузки. Но при этом они хуже подходят для решения задач промышленных пользователей как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
Рабочие станции отличаются более высокой производительностью, надёжностью, минимальным временем простоя, а также бОльшими возможностями в плане апгрейда, оптимизации, поддержки программного обеспечения и обеспечивают более высокую продуктивность конечных пользователей.
В этом докладе мы рассмотрим некоторые из причин, почему инженерным и производственным предприятиям имеет смысл рассматривать для закупки именно рабочие станции, а не высокопроизводительные ПК.
Концепция рабочей станции возникла в 1959 году: тогда IBM 1620 стал первым компьютером, который можно было по праву так назвать. С этим небольшим компьютером для научных расчётов мог эффективно работать даже один пользователь, используя специальную консоль. При этом коммерческая рабочая станция как отдельное устройство появилась только в 90-х годах прошлого века, когда на рынок начали выходить достаточно компактные и производительные процессоры, видеокарты, ОЗУ/накопители и современное ПО.
Dell представила свою первую рабочую станцию в 1997 году и по сей день постоянно развивает это направление, повышая производительность и надёжность своих устройств. Первые модели рабочих станций Dell работали под управлением ОС Windows или Linux и перешли с RISC на более современную архитектуру x86, которая позволяла выполнять несколько вычислительных операций одновременно. Затем, в 1999 году, появилась первая мобильная рабочая станция, которая дала промышленным пользователям совершенно новые возможности.
Со временем рабочие станции стали более мощными и разнообразными. В 2004 году в них появилась поддержка двух сокетов под процессоры, что обеспечило ещё большую производительность, а в 2008 году на рынок вышли первые стоечные модели. Современные рабочие станции способны запускать требовательные приложения для обучения ИИ и для графического моделирования, автоматизировать сложные процессы, анализировать большие объёмы данных, служить движущей силой инноваций в компаниях и повышать их конкурентоспособность. Эти устройства стали бесценной находкой для производственных и инженерных организаций.
В первую очередь стоит отметить, что современные рабочие станции обладают беспрецедентной производительностью. Это особенно заметно при рендеринге сложных графических проектов или работе с приложениями, в которых проводится большое количество вычислительных операций.
Обычные ПК способны обеспечивать высокую производительность при пиковых нагрузках, но не предназначены для постоянной работы с требовательными задачами и приложениями. В таких ситуациях производительность начинает снижаться из-за превышения допустимых температур компонентов и постоянной подкачки памяти. В современных рабочих станциях используются процессоры, которые отличаются высокой частотой и подобраны специально для приложений с большим количеством сложных вычислительных операций. Кроме того, в станцию можно установить намного больше процессоров, чем в обычный ПК, и эти высокопроизводительные процессоры располагают бОльшим кэшем.
В результате требовательные приложения, такие как САПР и приложения для анимации и обработки видео, будут работать значительно быстрее, и несколько подобных приложений можно будет запускать одновременно без потери общей производительности системы. Это помогает избежать задержек в творческих и рабочих процессах, предоставляет дизайнерам, инженерам и учёным быстрый доступ к необходимым данным. Например, при работе с задачами в сфере ИИ, которые требуют большого объёма вычислений, рабочие станции на базе процессоров Intel® Xeon® позволяют значительно ускорить процесс глубокого обучения. Прирост производительности может достигать 61 % (по сравнению с рабочей станцией трёхлетней давности), а повышение производительности каждого ядра — 18 %.
Современные рабочие станции также оснащены быстрой оперативной памятью DDR4, что позволяет с лёгкостью обрабатывать более масштабные задачи. Даже рабочая станция начального уровня может быть оборудована примерно вдвое большим объёмом ОЗУ, чем настольный ПК, либо таким же объёмом памяти, но с использованием недорогих модулей DIMM. Это может существенно ускорить рабочие процессы и повысить продуктивность.
Ещё одна типичная характеристика рабочих станций, связанная с производительностью, — это наличие ёмкого накопителя, который позволяет хранить терабайты данных и информацию для задач или проектов почти любого масштаба. Рабочие станции Dell предусматривают возможность установки жёстких дисков различной ёмкости с поддержкой RAID-массивов, а также поддерживают накопители NVMe. Это современное решение обеспечивает высокую пропускную способность и скорость передачи данных, повышая общую производительность системы. Кроме того, такие станции поддерживают энергонезависимую память. Это значит, что блоки памяти сохраняют информацию даже при отключении питания, что ещё больше повышает надёжность хранения данных и продуктивность работы сотрудников.
Рабочие станции премиум-класса также поддерживают уникальные функции управления, способные принести владельцам дополнительную выгоду. Например, Dell Precision Optimizer Premium на базе ИИ использует машинное обучение для анализа поведения пользователей, выявления возможностей для оптимизации работы системы и её производительности. Благодаря Dell Precision Optimizer Premium организации максимизируют отдачу от своих инвестиций в современные рабочие станции.
Рабочие станции сконструированы так, чтобы обеспечить максимальную производительность и минимизировать простои на всём протяжении своего жизненного цикла. Это касается всех их компонентов. В самом «ДНК» процессоров для рабочих станций заложены принципы высокой надёжности и безотказной работы. Intel сообщает, что рабочие станции на базе процессоров Xeon оборудованы памятью с поддержкой технологии исправления ошибок (ECC), которая автоматически обнаруживает и исправляет до 99,9998 % ошибок. Это позволяет сохранить целостность данных и увеличить время безотказной работы системы. А поскольку вероятность ошибок в данных растёт с увеличением объёмов памяти, это — крайне важная технология для всех организаций и пользователей, которые работают с большими и сложными проектами.
В отличие от обычных ПК, на рабочих станциях ведущих производителей, таких как Dell, используются компоненты более высокого качества, сертифицированные для промышленного применения. Рабочие станции — это компьютеры, которые были специально сконструированы для тяжёлых рабочих нагрузок. В частности, в них используются передовые технологии охлаждения, способные предотвратить перегрев процессоров и других компонентов, поэтому рабочие станции могут работать длительное время без необходимости отключения.
Процессоры, используемые в рабочих станциях, поддерживают различные функции управления и интеллектуальной оптимизации производительности, которые помогают минимизировать время простоя системы и необходимость в обслуживании ИТ-специалистами на местах.
Рабочие станции Dell используют все преимущества новейших процессоров Intel® Core™ и Intel Xeon. Например, двухсокетные конфигурации с четырёхъядерными Intel Xeon доступны даже в моделях начального уровня, в малом форм-факторе или в мобильных рабочих станциях Dell. Более дорогие модели поддерживают до 56 ядер в двухсокетной конфигурации Intel Xeon с максимальной производительностью и подходят для установки в серверные стойки формата 1U или 2U.
Ещё одна революционная технология для рабочих станций, повышающая их надёжность, — это Dell Reliable Memory Technology, которая обнаруживает и изолирует ошибки памяти. Последние могут возникнуть в любой компьютерной памяти, но для областей с большим количеством вычислений, таких как финансы, медицинская визуализация или исследования в нефтегазовой сфере, ошибки памяти, которые приводят к сбоям системы, являются серьёзной проблемой.
Dell Reliable Memory Technology играет важную роль в обнаружении и исправлении ошибок модулей памяти DIMM на высокопроизводительных рабочих станциях. Технология занимается сопоставлением и удалением повреждённых секторов, чтобы у приложений с большим количеством вычислений сохранялся доступ исключительно к «хорошим» секторам памяти. Это позволяет избежать дорогостоящих простоев в работе и повысить как продуктивность труда, так и общий уровень надёжности рабочих станций.
Некоторые дополнительные функции, которые присутствуют на рабочих станциях, но не представлены в обычных ПК, — это удалённый мониторинг, расширенная диагностика и возможность ремонта, даже если система выключена или ОС не отвечает на запросы. Некоторые рабочие станции также поддерживают возможность удалённого доступа к клавиатуре, мыши и информации от видеоадаптера (KVM) на аппаратном уровне. Благодаря этому ИТ-специалисты могут «видеть», что происходит с системой, даже если на мониторе рабочей станции ничего не отображается.
Есть много способов, при помощи которых рабочие станции могут повысить продуктивность производственных и инженерных специалистов, обеспечивая высокий уровень производительности и надёжности, а также избегая простоев и задержек. Исследования показывают, что минимизация задержки при взаимодействии с системой может значительно повысить продуктивность. Это было описано ещё в статье IBM 1982 года The Economic Value of Rapid Response Time («Экономическая ценность минимального времени отклика»).
Тем не менее, сегодня ключевым фактором, определяющим разницу в производительности между ПК и рабочими станциями, становится визуальная составляющая. Всё больше и больше промышленных профессионалов полагаются на возможность доступа к высококачественной, детализированной и реалистичной графике, видео или анимации с плавной сменой кадров и на способность работать сразу с несколькими мониторами.
Эти специалисты используют качественную графику в высоком разрешении в своей повседневной работе: от CAD и CAE до «цифровых двойников» объектов в VR, которые позволяют им тестировать компоненты и прототипы различных решений в виртуальном мире, чтобы оптимизировать реальные (физические) модели. Для таких задач и работы с виртуальной реальностью может потребоваться поддержка разрешения 5K или выше и несколько мощных видеокарт. Например, в автомобильном дизайне часто требуется визуализировать текстуры, материалы, свет и отражения, а в производстве — точно отображать швы, мелкие болты, плавное движение и взаимодействие различных элементов.
Системой, которая способна справиться с обработкой такого рода графики, может быть только рабочая станция с поддержкой профессиональных видеокарт и других высокопроизводительных компонентов — процессоров Intel или Intel Xeon для рабочих станций и твердотельных накопителей Intel Optane, которые обеспечивают высокую скорость работы с данными. Накопители Intel Optane поддерживают энергонезависимую память, большие объёмы накопителей, быстрое кэширование данных и высокую скорость чтения/записи, а также помогают повысить общую производительность платформы даже в средах с высокими уровнями нагрузок. Производительность и продуктивность при работе с такими задачами идут рука об руку, и организации, которые решат сэкономить несколько евро на каждой рабочей машине, в итоге могут потерять намного больше из-за снижения общей продуктивности.
Рабочие станции и ПК также различаются по своим возможностям обновления и масштабирования: только в первых есть некоторые ключевые функции, которые позволяют ИТ-специалистам эффективно масштабировать парк оборудования организации. Это, например, наличие двух сокетов под процессоры, поддержка процессоров с различным количеством ядер, большие возможности для расширения объёмов ОЗУ и поддержка установки нескольких видеокарт.
Все эти функции позволяют масштабировать производительность рабочих станций и при необходимости справляться с резким ростом рабочих нагрузок. Причём обработка этих нагрузок в режиме максимальной производительности не приведёт к снижению надёжности системы даже в долгосрочном периоде. ПК просто не рассчитаны на подобное.
Более того, рабочие станции проектируются с учётом дальнейшего расширения и обновления. Они оснащены множеством слотов расширения и имеют достаточно свободного пространства в корпусе для установки дополнительных компонентов. Их системы охлаждения и питания также готовы к обновлениям, чтобы справляться с растущими из-за дополнительных компонентов нагрузками.
В машиностроении и производстве ещё до наступления компьютерной эры считалось, что для любой работы нужны свои специализированные инструменты. Теперь, когда технологии стали частью повседневной жизни, эти инструменты превратились в приложения, на которые в своей работе полагаются профессионалы, — Autodesk AutoCAD, Dassault Systèmes SolidWorks и CATIA.
Именно при работе с этими приложениями важна сертификация от независимых поставщиков ПО (ISV). Она гарантирует, что рабочая станция обладает достаточной производительностью, чтобы пользователь смог полноценно работать с промышленными приложениями. Наличие такой сертификации — ещё одно отличие рабочих станций от обычных высокопроизводительных ПК.
Авторитетные производители рабочих станций, такие как Dell, тесно сотрудничают с независимыми поставщиками программного обеспечения, чтобы обеспечить максимальную совместимость своего оборудования и профессионального ПО. Производители процессоров и видеокарт также полагаются на независимых поставщиков ПО при разработке своих профессиональных решений.
Такое сотрудничество помогает избежать ошибок, которые замедляют рендеринг, обновление изображений и развёртывание моделей, а также создают проблемы при работе сразу с несколькими требовательными приложениями. IDC в своём материале The Workstation Buyer’s Guide for Manufacturing and Engineering («Руководство по выбору рабочих станций для сферы производства и проектирования») объясняет: «В ходе взаимодействия между производителями рабочих станций и независимыми поставщиками программного обеспечения проводятся многочисленные строгие тесты, которые помогают определить пределы возможностей оборудования.
Высокие рабочие нагрузки, сложные комбинации задач и одновременное использование различных функций ПО должны отражать реальные рабочие условия. Каждый сбой или ошибка приводят к изменениям и оптимизации конфигураций, и эти изменения проводятся до того момента, пока программное обеспечение и оборудование рабочих станций не начинают работать в абсолютной гармонии».
Затем IDC добавляет: «Сертификация ISV настолько важна, что IDC включает её наличие в своё определение понятия “рабочая станция”. IDC рассматривает рабочие станции системных интеграторов и OEM-производителей, не сертифицированные независимыми поставщиками программного обеспечения, как коммерческие ПК. Это позволяет отличать их от устройств, отвечающих более высоким отраслевым стандартам».
Всё больше и больше коммерческих отраслей используют новые технологии, такие как ИИ, Интернет вещей, дополненная и виртуальная реальность. В результате обычные ПК уже не справляются с рабочими нагрузками на уровне, который требуется организациям. Например, компания Voxeleron, занимающаяся компьютерным зрением и машинным обучением, использовала Dell Precision 7920 Tower для разработки современного ПО для анализа офтальмологических изображений. С помощью этой мощной рабочей станции сотрудники Voxeleron смогли детально анализировать трёхмерные изображения глаза, чтобы улучшить результаты лечения, а также запускать приложения с использованием ИИ и глубокого обучения, чтобы получить совершенно новые возможности для анализа трёхмерных офтальмологических снимков. Обычные ПК просто не способны обеспечить такой уровень производительности в течение долгого времени.
Согласно полугодовому отчёту IDC Digital Transformation Spending Guide 2018 («Руководство по расходам на цифровую трансформацию в 2018 году»), производители увеличивают свои расходы на ключевые технологии, например: на искусственный интеллект — на 35 % в год, AR/VR — на 85%, робототехнику — на 35 %, Интернет вещей — на 12 %. Поскольку зависимость от вычислительных нагрузок постоянно увеличивается, растёт и потребность в мощных и надёжных рабочих станциях. Что касается инженерных фирм, то 72 % приложений сегодня запускаются на рабочих станциях — специально разработанных компьютерах, предназначенных для круглосуточной работы с «тяжёлыми» рабочими нагрузками.
Финансовые затраты при покупке десятков рабочих станций бывают весьма значительными, и такой рост расходов может стать проблемой, поскольку ИТ-бюджеты организаций постоянно сокращаются.
Однако ведущие производители предлагают различные варианты финансирования подобных приобретений: например, свои решения есть у Dell Financial Services. Это даёт много возможностей, чтобы распределить затраты на покупку оборудования во времени и, соответственно, заручиться поддержкой финансового директора.
Самые распространённые варианты включают в себя авансовое финансирование с заранее оговоренным сроком (в идеале с низкой процентной ставкой), лизинг на определённый срок и сервис DaaS («устройство как услуга»), который объединяет оборудование, ПО и различные сервисы, такие как обслуживание и управление жизненным циклом оборудования, в единый пакет с ежемесячной платой.
Есть множество веских причин выбрать для своей организации рабочую станцию вместо высокопроизводительного ПК. Среди них — производительность, надёжность, рост продуктивности и наличие сертификации от независимых поставщиков программного обеспечения. Рабочие станции также готовы к расширению, обновлению и масштабированию рабочих задач, поддерживают современное коммерческое ПО, что позволяет использовать существующие и новые технологии с сохранением максимальной производительности.
А для тех, кого смущает стоимость целого парка новых рабочих станций, доступны варианты финансирования, которые позволяют начать получать прибыль от своих инвестиций уже сейчас, оплачивая приобретение частями.
Скачать полную версию брошюры вы можете на странице спецпроекта https://delltechnologies.cnews.ru/
