ITpro EXPO 2014: Cisco UCSによる最新VDIソリューションのご紹介

Cisco UCS による最新 VDI ソリューションのご紹介

2014/10/17

シスコシステムズ合同会社ソリューションズシステムズエンジニアリングコンサルティングシステムズエンジニア坂本公洋

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

* Intel、インテル、Intel ロゴ、Xeon、Xeon Inside は、アメリカ合衆国およびその他の国における Intel Corporation の商標です。

* 本資料に記載の各社社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。

Cisco Public 2 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

VDI とは？

3D VDI とは？

3D VDI を実現するテクノロジー

Cisco UCS の優位性

なぜ VDI/3D VDI環境でも Cisco UCS は利用しやすいのか

事例のご紹介

目次


VDI とは？

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VDI （Virtual Desktop Infrastructure、仮想デスクトップ）とは？

ネットワークインターネット

従来

例: Windows OS + アプリケーション

VDI

ネットワークインターネット

例：シンクライアント or

例: Windows OS + VDI用Viewer

データセンター

画面転送

Windows OS

画面 Windows

OS


クライアント環境に求められる新たな変化

情報漏洩対策を含めたクライアントのセキュリティ強化

・情報漏洩を防ぐために、外部へのPCの持ち出しの禁止

・ユーザ単位でのアクセス権限などの管理強化

災害対策や事業継続性 (BCP) への対応

・災害時のクライアントのデータ保護

・パンデミック時にも業務を止めないリモートオフィスでの仕事環境

・ワークライフバランスなどを考慮に入れた在宅勤務制度

Windows 7 へのマイグレーション

・Windows XPやVistaからWindows7へのマイグレーション

・バーションアップやセキュリティパッチ適用の運用負荷

パソコン以外のITデバイスの多様化（User Experience）

・スマートフォンの躍進（iPhone、Android etc）

・従来のシンクライアントでの不便さを我慢して活用？

このような課題を克服するためにVDI が有効


しかし、VDI にも苦手な分野がありました

グラフィックを多用する

アプリケーションへの対応は？


3D VDI とは？


これまでの 3D グラフィック環境

3D の多くは、GPU (Graphics Processing Unit) が必須

その為、ローカルでワークステーションを利用していた

サーバベースの仮想化デスクトップ環境 (VDI) への移行が困難であった

何故なら、ほとんどのサーバは、GPU をサポートしていなかった

ワークステーション GPU

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS


これからの、3D VDI 環境

Cisco UCS は、NVIDIA GRID GPU をサポート

これにより、 3D を VDI 環境で使用可能に

オフィス or 外出先データセンター

GRID K1 GRID K2

ネットワーク



3D VDI が実現すると例えば、3D CAD 場合、次の課題が解決できる

• 情報漏洩対策を含めたクライアントのセキュリティ強化

• 設計データの保護

• 災害対策や事業継続性(BCP)への対応

• グローバルで設計・開発

• 設計パートナー企業との連携

• Windows 7 へのマイグレーション

• IT管理・運用コストの削減

• パソコン以外のITデバイスの多様化（User Experience）

• ワークスタイルの変革

• オフィス環境の改善 (ワークステーションによる熱・音・電力・場所)

• 設計データのデータセンターからのLoad/Save時間

このような課題を克服できる



PDM

・・・・・・・・

CADはサーバ側処理ファイル転送が高速に。

ワークステーション側でCAD処理

CAE

従来 3D VDI

ファイル転送に時間がかかる

PDM CAE

画面転送のみ

ファイル転送はサーバ間で完結

PDM : Product Data Management CAE : Computer Aided Engineering


3D VDI を実現するテクノロジー


必要なコンポーネント一般的な VDI と同様にクライアントを仮想化し、各クライアントから GPU を使用可能

VIRTUAL DESKTOPS

VIRTUAL MACHINE

Windows OS

GPU用ドライバー

3Dアプリケーション

Virtual Desktop Agent (VMware/Citrix/Microsoft)

NVIDIA GRID GPU

Hypervisor (VMware/ Citrix/ Microsoft)

Cisco UCS C240 M4

様々なデバイスからアクセス可能 NVIDIA GRID K2 最大 x2

NVIDIA GRID K1 最大 x2

または



Cisco UCS C 240 M4 サーバ • 対応プラットフォーム：C 240 M4 (2U)

-CPU x 2 必須

-1,400W PSU x 2 必須

-200V電源

GRID CARD最大搭載数：2枚

*GRID K1/ K2混在不可

C240 M4

新製品



UCS C240 M4

Cisco UCS C 240 M4 サーバ

• スタンドアローンあるいは、UCSMからのマネージメント対応

• ダブルワイドGPUを２枚まで搭載可能

• Two E5v3 CPU, 最大14コア/ソケット

• 24 DDR4 DIMMスロット最大 2133 MHzスピード

• Modular LOM (mLOM) VIC / CNA オプション

• Six PCIe 3.0 スロット Four Full / Full - 4つの NCSI

• フレキシブルなStorage 最大 26 SFF or 14 LFFドライブ(筐体が異なります）

• セキュリティベゼルオプション

ストレージや IOの拡張性をより高めた、ラックマウントサーバ 2Uフォームファクタ

新製品インテル® Xeon® プロセッサー搭載

Cisco UCS


Cisco UCS C 240 M3 （M4としばらく併売）

• 対応プラットフォーム：C 240 M3 (2U)

-1,200W PSU x 2 必須

-消費電力 1,200W を超えない限り H/W 制限なし

*Rev.1の場合：

GPU Upgrade Kit必須

GRID Cardは、最大1枚搭載可能

• GRID CARD 最大搭載数：2枚

*GRID K1/ K2混在不可

C240 M3



NVIDIA GRID GPU

GPUタイプ 4 Kepler 2 High End Kepler

コア数

(CUDA cores) 768 (192 / GPU) 3072 (1536 / GPU)

ボードメモリサイズ 16GB DDR3

(4GB / GPU) 8GB GDDR5

最大消費電力 130 W 225 W

ボード電源コネクタ 6-pin connector 8-pin connector

PCIe x16 x16

OpenGL 4.x 4.x

Microsoft DirectX 11 11

vGPUサポート Yes Yes

# users 4 - 1001 2 – 641 1 Number of users depends on software solution, workload, and screen resolution

GRID K1 GRID K2


GPUの使用方式

ハイパーバイザは、以下の方式のいずれかを選択して GPU を使用

ユーザのアプリケーションやデータの種類によって、以下から選択

• GPU パススルー (占有)

• 共有 GPU (API Intercept)

• GPU 仮想化 (vGPU)


GPU パススルー (占有)

ゲスト OS は、物理 GPU を一対一で占有して使用

サーバ辺りの最大ユーザ数は、K1：8 / K2：4

NVIDIA のドライバーが使用可能

ハイパフォーマンス

ハイパーバイザ

ゲスト OS

GPU

NVIDIA Driver


共有 GPU (API Intercept)

ゲスト OS は、仮想 GPU を使用

NVIDIA のドライバー使用不可

集約率が非常に高い


ゲスト OS

GPU

ゲスト OS

Virtual Graphics

Driver


GPU 仮想化 (vGPU)

ゲスト OS は、物理 GPU が仮想化した GPU を使用

サーバ辺りの最大ユーザ数は、K1：64 / K2：32

NVIDIA のドライバーが使用可能

GPU

vGPU vGPU

ゲスト OS

NVIDIA Driver


ゲスト OS

NVIDIA Driver


Card Physical GPUs

Virtual GPU Use Case Frame Buffer (MB)

Maximum Resolution Maximum vGPUs

per GPU per Board

GRID K2 2 GRID K280Q

High-end Designer

4096 2560x1600 1 2


Typical Designer 2048 2560x1600 2 4


Entry-Level Designer

1024 2560x1600 4 8

GRID K2 2 GRID K200 Power User /

Knowledge Wkr 256 1920x1200 8 16


Basic Designer 1024 2560x1600 4 16

GRID K1 4 GRID K100 Power User /

Knowledge Wkr 256 1920x1200 8 32

GPU 仮想化 (vGPU) プロファイル


各社ハイパーバイザのサポート状況

ベンダー GPU

パススルー GPU Sharing GPU仮想化 (vGPU)

✔ ✔ Xen Appのみ ✔

✔ vDGA ✔ vSGA 対応予定

✔ ✔


Desktop OS

Desktop OS Desktop OS Desktop OS

Desktop OS

Desktop OS

Desktop OS Desktop OS

vGPU vGPU vGPU vGPU Desktop OS vGPU vGPU vGPU vGPU

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

• GPU 使用方式は混在可能 • パフォーマンスを最大化するためには • 仮想マシンに割り当てるvCPU, vGPU を同じソケットのCPUとGPUで構成

Cisco UCS 構成例

2 CPU ソケット 24 DIMM スロット

(最大 24コア 768GB )

QPI CPU Socket 0

0 1

2 3

4 5

6 7

8 9

1011

1213

1415

1617

1819

2021

2223

CPU Socket 1

2425

2627

2829

3031

3233

3435

3637

3839

4041

4243

4445

4647

PCIe Slot2 PCIe Slot5

GPU GPU GPU GPU

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM

RAM



CPU と GPU のバランス

上記は CAD ソフトでの例。 K2 の場合は、CPU がボトルネックに。GPU はまだ余裕。アプリに依存しますが、クロック数が高い CPU が有利。 CPU のコアが多くても使いきれない場合も。



Cisco UCS の優位性


今回ご説明

UCS マネージャーによる一元管理

サーバとネットワークの統合管理

ブレードサーバとラックサーバの統合管理

サービスプロファイル

Virtual Interface Card (VIC) 仮想インターフェースカード

UCS Mini 小規模環境向け

Cisco UCS の優位性なぜ VDI/3D VDI環境でも UCS は利用しやすいのか

今回は省略

シンプルなケーブリング

シャーシに複雑なインタフェースなし。全てFIからの結線。

FCoEによるイーサネットとFCの統合

オートメーションへの対応 (UCS Director）

パフォーマンスの優位性（各種ベンチマーク）



Cisco UCS マネージャ


Cisco UCS マネージャとは

ブラウザでアクセスして使う、Cisco UCS の管理ソフト

ここから、Cisco UCS のサーバやネットワークの一元管理が可能




42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN

ファブリックインターコネクト(FI) UCS マネージャーはこの中で動作している、管理ソフト。

注）結線数は必要帯域により変更します






42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN

ファブリックインターコネクト(FI) UCSマネージャーはこの中で動作している、管理ソフト。



3D VDIと他のシステムを一元管理可能

注）結線数は必要帯域により変更します

企業向けアプリ

VDI

3D VDI

データベース



サービスプロファイルとは

42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN

外部ストレージ OSやアプリが入っている

VDI用サービスプロファイル 3D VDI用


物理ハードウェアに依存しないコンピューティング属性

例えば、

ネットワーク設定 MACアドレス

ファイバチャネル設定WWN, WWPN

ブート場所・順序

Etc.



サービスプロファイルとは何が便利になるの？

42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN


3D VDI用サービスプロファイル

サーバを利用目的により簡単に切り替え可能

例えば、3D VDI (CAD)で利用していたサーバをデータベース用として利用など

サーバリソースを有効活用

データベース用サービスプロファイル



サービスプロファイルとは何が便利になるの？

42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN


例えばサーバ障害時、サービスプロファイルで別サーバに切り替え、交換は翌日になど

例えば追加サーバが納品される前に、ストレージとの接続を別サーバで事前設定可能

迅速で確実なサービスイン

故障時の切り替え追加サーバーの事前設定




•ブレードサーバ用、ラックサーバ用など種類があります

•例

VIC1225 Cシリーズラックサーバ用

Dual Port 10Gbps SFP+ CNA

最大256 仮想PCIデバイス(OSやハイパーバイザに依存）

CシリーズサーバのUCSマネージャインテグレーションに利用

• その他 Cシリーズ用VICラインナップ

VIC1225T : Dual Port 10GBaseT CNA

VIC 1227 : M4サーバー用、メザニンタイプ、Dual Port 10Gb SFP+

VIC 1385 : Dual Port 40Gb QSFP+ CNA

VIC1225 新発売

発売予定



• 仮想環境のための機能満載

•VIC1枚あたり最大256 vNIC を設定可能

（ただしOS, Hypervisorによって数の制限あり）

•各vNICを各VMに割り当て(VM-FEX)

•各vNICに帯域制御やセキュリティなどのネットワークポリシーを個別に設定可能

• ハイパフォーマンス&容易な管理

• VIC1225/VIC1225T 1カードあたり10GE x 2ポート (合計20GE)

• VIC1385 1カードあたり40GE x 2ポート (合計80GE)

• FCとEthernetの統合（FCoE対応）

• UCS Manager からの統合管理 Side A Side B




Virtual Interface Card (VIC) 何が便利になるの？

サービスプロファイルとの相性バツグン

例えば利用アプリによりNIC の構成が変わる場合でも、柔軟に対応可能

42 31

UCSC460 M4

!

Intel

Inside

XEON

LAN SAN


3D VDI用サービスプロファイル

NICが3枚必要

データベース用サービスプロファイル

NICが6枚必要



Cisco UCS Mini （小規模環境向け）



小型タイプの FI がシャーシに内蔵

小規模拠点でも、Cisco UCS マネージャによる一元管理、サービスプロファイルなどが利用可能に

LAN SAN




小型タイプの FI がシャーシに内蔵

小規模拠点でも、Cisco UCS マネージャによる一元管理、サービスプロファイルなどが利用可能に。

LAN SAN

注）FC接続やM4サーバーへの対応は、将来バージョンアップ後の対応予定です。詳細は、リリースノート等のドキュメントをご参照下さい。



今回ご説明

UCS マネージャによる一元管理





UCS Mini 小規模環境向け

Cisco UCS の優位性なぜ VDI/3D VDI 環境でも UCS は利用しやすいのか

今回は省略

シンプルなケーブリング

シャーシに複雑なインタフェースなし全てFIからの結線

FCoEによるイーサネットとFCの統合

オートメーションへの対応 (UCS Director）

パフォーマンスの優位性（各種ベンチマーク）



事例


国内導入事例：VDI / 3D VDI

大阪府教育委員会



国内導入事例：日立建機株式会社様

GPU(NVIDIA GRID K1)

Citrix XenDesktop 7.5

仮想マシン

Windows 7

GPU ドライバー

Pro/ENGINEER

GPU(NVIDIA GRID K2)

Citrix XenDesktop 7.5

仮想マシン

Windows 7

GPU ドライバー

Siemens NX

作業端末作業端末

UCS C240M3*4台 (NVIDIA GRID K1)

UCS C240M3*2台 (NVIDIA GRID K2)


http://www.google.co.jp/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=b0MEQafeS6SGeM&tbnid=LBWd22y2zVsRIM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.theregister.co.uk/2012/03/08/cisco_ucs_xeon_e5_servers/&ei=SNtEU7WkI4ujiAes2oCwCQ&bvm=bv.64507335,d.b2I&psig=AFQjCNFAsYooKDf7u6S06RsFu7MukOjUYg&ust=1397107904603067







Desktop Virtualization

http://www.cisco.com/go/vdi

Cisco Desktop Virtualization Solutions with Citrix XenDesktop

http://www.cisco.com/go/citrix

Cisco Desktop Virtualization Solutions with VMware Horizon View

http://www.cisco.com/go/vmware

ご参考資料

インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco Unified Computing System (UCS)

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