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ITpro EXPO 2014の最終日のセミナーで講演した、「Cisco UCSによる最新VDIソリューションのご紹介」の資料です。
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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
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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
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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
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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?
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3D VDI とは?
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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
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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
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3D VDI を実現する テクノロジー
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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
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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)
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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
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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
ハイパーバイザ
ゲスト OS
GPU
ゲスト OS
Virtual Graphics
Driver
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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
ハイパーバイザ
ゲスト OS
NVIDIA Driver
Cisco Public 22 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
GRID K2 2 GRID K260Q
Typical Designer 2048 2560x1600 2 4
GRID K2 2 GRID K240Q
Entry-Level Designer
1024 2560x1600 4 8
GRID K2 2 GRID K200 Power User /
Knowledge Wkr 256 1920x1200 8 16
GRID K1 4 GRID K140Q
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
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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
✔ ✔
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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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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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。
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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Cisco UCS の優位性
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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)
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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Cisco UCS マネージャ
Cisco Public 29 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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Cisco UCS マネージャとは
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
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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Cisco UCS マネージャとは
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。
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
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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サービス プロファイル
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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
サービスプロファイル
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.
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 34 © 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
外部ストレージ OSやアプリが入っている
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 35 © 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
外部ストレージ OSやアプリが入っている
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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Virtual Interface Card (VIC) 仮想インターフェース カード
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Virtual Interface Card (VIC) 仮想インターフェース カード
•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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
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• 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) 仮想インターフェース カード
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 39 © 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
外部ストレージ OSやアプリが入っている
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 40 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
Cisco UCS Mini (小規模環境向け)
Cisco Public 41 © 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 42 © 2010 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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
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。
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 43 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
今回ご説明
UCS マネージャによる一元管理
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)
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 44 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
事例
Cisco Public 45 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
国内導入事例:VDI / 3D VDI
大阪府教育委員会
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 46 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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)
インテル® Xeon® プロセッサー搭載 Cisco UCS
Cisco Public 47 © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
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)