Как стать автором
Обновить
29.48
Рейтинг
twin3d
Делаем софт для создания 3D цифровых людей

Собрать сервер для глубокого обучения за пол ляма может и ребенок. Или нет?

Блог компании twin3d Серверное администрирование *Компьютерное железо DIY или Сделай сам

“Комп, пусть и такой крутой, соберет ребенок с отверткой”. C этими словами я приступал к сборке специфичного компьютера для нашей компании. Кто же знал, что она не только по железу окажется самой специфичной из всех сборок настольных ПК, но и закончится только через месяц?

Сетап

Однажды технический директор пришел на работу, вдохновленный статьей о том, как некий датасаинтист собрал себе мега “сервер” и экономит на облачной мощности. Он сказал, что нам в кратчайшие сроки нужно что-то такое.

Зачем вообще оно нужно? Если вы все знаете, то переходите сразу к фазе описания выбора мной компонентов. Или читайте дальше! Сервер — такой же компьютер, как тот, что стоит у вас на столе, но рассчитанный на долгую нагрузку и собирают его обычно из других деталей. Разница примерно как с автомобилем массового автопрома и спецтехникой вроде грузовика. Он может не быть быстрее, но должен выдерживать большую нагрузку (количество пользователей) и дистанции (время работы под нагрузкой для серверов — это могут быть годы). Зачем оно нам? Мы создаем высокополигональные (~1 млн) 3D модели для игр и кино на основе фото, и сейчас занимаемся разработкой инновационных алгоритмов на основе машинного обучения для этой задачи.

 Изучив референс, который показал мне мой коллега, я понял, что человек там собрал не сервер, а  просто мощный игровой компьютер (какой и вы можете завтра собрать или купить в магазине), но зачем-то вставил туда процессор для сервера. В общем дальше — больше. Пока я думал, какая сборка была бы оптимальна, выяснилось, что неплохо бы вставить в наш будущий комп не одну, не две, а ВОСЕМЬ высокопроизводительных видеокарт. Такое обычно геймерам даже не снилось. Почти что майнинг ферма.

Что за задачи хотели мы решать, и каковы вообще требования к компьютеру для машинного обучения?  Если обычный компьютер собирается вокруг процессора: главного и универсального вычислительного блока в нем, то для машинного обучения первостепенна видеокарта. Это такой еще один компьютер, который вставляется в ваш компьютер, чтобы помогать процессору решать специфические задачи. Например, строить красивую графику для современных компьютерных игр. Поэтому о видеокарте сейчас мечтает любой подросток (спросите, если у вас есть дети). Но также видеокарта может помогать процессору очень быстро умножать матрицы. Да, прямо как вы на первом курсе технического вуза, видеокарта на самом перемножает матрицы, только не 10 в час, а миллиарды в секунду. В этом плане процессор, как и вы, пользуется правилом строка на столбец, а видеокарта умеет выдавать ответ, как “человек дождя”, сразу. Если кто не помнит, там у героя талант выполнять мгновенные вычисления (спойлер). Но, как и герою фильма, все остальное дается видеокарте с трудом, и это делает процессор.

В общем, обычно в компьютере может не быть выделенной видеокарты, но тут их должно было быть несколько. Причем именно RTX 3090!? Это не такая простая задача, как кажется.

Изучив вопрос, я пришел к выводу, что невпихуемые восемь прожорливых видеокарт можно впихнуть только на серверной платформе (https://www.gigabyte.com/Enterprise/GPU-Server)  для GPU. Но даже если такие вообще можно будет найти в России, то стоить это будет ровно полмиллиона,  просто за корпус и материнку (без карт и процессоров). Тогда я пораскинул мозгами и предложил три варианта, каждый содержал решение своей задачи.

Первая опция

Собрать просто игровой комп вокруг RTX3090. На обычном процессоре (со своими задачами он справляется не хуже, чем серверный, но в разы дешевле для нас). 

Была выбрана такая связка процессор плюс материнка, а сама сборка вышла на 100 тысяч рублей, без учета цены видеокарты. 

AMD Ryzen 7 Vermeer 5800X 

Asus PRIME X570-P

Прежде чем я опишу более сложные варианты, нужно сказать об особенностях процессора. Для подключения видеокарты мы используем линию PCI Express. По сути это такой же интерфейс как USB, с которым все знакомы, но только высокоскоростной и внутри самого компьютера. Причем устроен он весьма забавно. Представьте себе автотрассу. У нее есть полосы и ограничение скорости. Вот линии PCI — это один в один, как трасса, где количество машин, проезжающих в секунду, определяет скорость передачи информации. Если мы возьмем трассу в четыре полосы, то машин проедет в два раза быстрее, но то же самое произойдет, если мы сделаем каждую полосу ровно в два раза быстрее. За количество полос у PCI отвечает так называемое количество шин (проводников), а за скорость — поколение PCI.

Таким образом фразу: PCI-E 3.0 4x написанную на устройстве нужно читать как “данное устройство займет четыре полосы трассы с максимальной скоростью 3”. Видеокарты могут занимать до 16 линий PCI, причем это число может быть и меньше. То есть чисто технически видеокарта может работать и от одной линии. Именно так поступают майнеры, когда подключают 16 видеокарт к одному слоту. Они просто разбивают огромную трассу на 16 полос, жертвуя скоростью, зато не приходится покупать 16 компов. Для их приложений скорость не так нужна. В целом, правило пальца такое. Допустим, если карта подключена в 16 линий то это 100% производительности, тогда как показывает практика, например, для игр, при использовании восьми линий, она теряет 5% производительности, а при использовании четырех — уже около 20-30% или больше. Для разных приложений эти цифры немного отличаются. У предложенного процессора AMD Ryzen 7 Vermeer 5800X всего 24 линий PCI, что является стандартным числом для даже очень дорогих процессоров для настольных ПК. 24 линий — более чем достаточно для подключения одной-двух видеокарт и еще какой-то периферии вроде звуковой карты и NVME накопителя. Сложно представить, чтобы их не хватило. Но вот воткнуть в него 4 видеокарты без особых потерь уже не получится. Машины просто начнут стоять в пробках. Тут на ум приходит вторая опция.

Вторая опция

Собрать компьютер вокруг серверного процессора. Теперь уже это кажется оправданным. У него количество линий PCI может измеряться не десятками, а сотнями (обычные смертные этим не пользуются, а вот серверное железо — да). Таким образом, если найти подходящую материнскую плату, то можно будет гарантированно разместить туда много видеокарт. Был выбран пограничный вариант: AMD Ryzen Threadripper 2 2920X c аж 64 линиями PCI 3.0. Причем он так и позиционируется производителем как “серверный” процессор, но адаптированный для простых нормизов, которым нужна какая-то специфика промышленного железа. Например, для высокопроизводительных станций для видеомонтажа, где должно работать несколько человек  и т. д. в материнскую плату, подобранную для него (ASRock X399 Taichi), влезало 4 видеокарты без адаптеров. Что уже лучше, чем обычный игровой комп, при стоимости такой сборки всего на 50 тысяч дороже обычной игровой (150 вместо примерно 100). Но и процессор тут уже совсем другой ценовой категории, пусть и довольно дешевый среди своих напарников по цеху. При цене в 60-70 тысяч этот “монстр” выдает аж 24 потока, что кажется и немного для его цены, но если добавить поддержку ECC памяти, много шин PCI, большой кэш, получается приятно, если учитывать то, ради чего мы его берем.

Третий и последний вариант

Купить сервер вроде такого. Отдать один раз 500 тысяч и доставлять в него карты до восьми максимальных. (Предыдущий вариант при достойной процессорной нагрузке оперирует до четырех видеокарт—разумеется, если постараться и обеспечить нормальное охлаждение). 

Выбор  

После непродолжительной дискуссии было принято решение остановиться на втором варианте. Помимо цены, его плюсом является еще и относительная доступность. Все компоненты приехать могли буквально за неделю, это было важно, учитывая, что жадные до работы программисты с макбуками, которые при своей огромной стоимости, к сожалению, не могли запустить и простейшую модель, уже нервно топали ногами.

 Итоговая сборка 

Ниже приведу итоговую сборку как мы ее заказали: 

Итого: 164 тысячи рублей. Вроде неплохо, учитывая что цена на RTX 3090 на этот момент стоили уже 220 тысяч, и я убедил, что, возможно, 4х видеокарт может и хватить. Теперь по компонентам отдельно, как я думал о них до сборки: 

Процессор

2920X обычно не востребованный из-за разницы со своими старшими братьями постепенно вытеснялся 3м поколением тредрипперов как раз упал в цене, это был хороший выбор (как показалось). Отдельная тема — это установка процессора "Threadripper". Самые важные моменты: отвертка, которая идет в комплекте не обычная, а заряженная пружиной, чтобы контролировать натяжение, поэтому вскрывать сокет и устанавливать процессор нужно ТОЛЬКО ей. И только в порядке, предписанном на крышке розетки процессора (сокета). На рисунке видно порядок установки.

Материнская плата 

ASRock X399 Taichi, средний выбор для такого железа обладала всеми необходимыми приятностями: 8 слотов для памяти, зачем-то встроенный wifi...

Но с материнской платой вышло больше всего проблем. Представьте ваше лицо, когда вы на стенде собираете компоненты стоимостью 150К включаете их, а они не дают признаки жизни… Но я не растерялся, понял что блок питания не подает питание на материнку. На плате работало служебное 3В питание, была исправна батарейка. Сброс CMOS не помог. Коротких замыканий ни на какой линии питания не было. Меня сбил сначала тот факт, что от служебного питания на ней запитывалась подсветка. Начал грешить на блок питания, но нет. Проверив его по методике ниже, оказалось, что материнская плата все же не подает сигнал на исправный блок питания. Моя интуиция подсказала, что скорее всего это неправильное поведение. В гарантийном отделе KNS меня стали уверять что дело в неправильной версии BIOS материнской платы, и я, не заметив на самой плате наклейку, утверждающую, что BIOS последний, поехал искать где его обновить. Возле гарантийного центра меня встретили только очень пугающие ребята. Один немолодой человек, увидев у меня материнскую плату с символикой AMD, начал буквально кричать на весь ТЦ: “AMD для нас не компьютер”, а другие предложили обновить его за 3000р., но при условии что у меня будет подходящий процессор. Как будто был бы у меня процессор, я бы не смог обновить его сам, при условии, что для таких плат для этого просто нужно вставить флешку с кодом. Кто не знает, код BIOS (базовая система ввода вывода) отвечает за процесс запуска и первичную настройку и тест процессора, еще до старта любой операционной системы. Проблема, что если версия биоса старая, то компьютер просто не понимает, что в него вообще вставлен процессор. Тогда самый простой вариант — вставить процессор более старой серии и обновить BIOS. Проблема в том, что процессоров Ryzen Threadripper первого поколения в москве в сервисных центрах почти не найти, что добавляло сложность моим изысканиям. Была ли это попытка, чтобы я пролетел с двухнедельным сроком возврата бракованного товара или нет, я не знаю. В определенном сервисе на Савеловской мне совершенно бесплатно подтвердили, что BIOS на плате самый свежайший, и там повторно оно не завелось уже на их стенде, но с моим процессором. И вот в самый последний день я отвез это в KNS и, уже уверив их, что их гипотеза не верна (и было бы странно, ибо плата вообще не стартовала блок питания), я отдал плату на гарантию. Через две недели они дождались свой процессор, и оказалось, что моя теория верна и плата мертва. Еще через день мы получили новую и продолжили сборку!

Охлаждение процессора

Охлаждать процессор, выделяющий тепла почти как четверть бытового обогревателя, предложено было кулером Be quiet Dark Rock Pro TR4, специально созданного для такого “горячего процессора”. Из особенностей скажу, что обычно элитная фирма “Be quiet!”, в этот раз немного разочаровала: установка кулера очень не эргономична — для того, чтобы его закрепить или снять, нужно сначала вынуть центральный кулер (у него их три), потом особой комплектной длинной отверткой через особые отверстия отвинтить болты, только после этого отпустит клемму, которая и держит процессор. Вы можете посмотреть про этот кулер тут.

Блок питания

Выбор блока питания. Самая мистифицированная деталь компьютера, а так же самая частая ошибка: экономия на блоке питания. Причем, как правило, людям либо кажется, что больше мощности равно лучше, кому-то кажется, что много мощности плохо… предлагаю разобраться. Блок питания берет переменный ток из розетки и преобразовывает его в набор постоянных напряжений (3.3,5,12,-12 Вольт). Все эти стандарты питания важны для разных компонентов, но самая важная линия — это 12 Вольт. Именно от нее будут питаться все самые прожорливые компоненты. Именно от 12В питается процессор и видеокарта. Что же такое амперы на блоке питания? Ну, вы можете думать, что вольты — это просто тип питания, примерно, как октановое число бензина. Вы приезжаете на бензоколонку и ожидаете увидеть 92,95 бензин. Точно так же работает и блок питания. Он предоставляет разное топливо. Причем напряжение, как и бензин, может быть плохим. Например, если под нагрузкой 12 Вольт превратились в 11, (а карета в тыкву), то это сродни тому, как если бы в тяжелые дни на заправке из-за нехватки 95го бензина его начинают бадяжить водой. А вот ток или мощность можно сравнить с литрами в минуту, которые заправка может выдавать. То есть, если на зарядке вашего телефона написано 5В 2А, это значит, что она может выдать не больше 2А по линии 5В. При этом при приближении к этим 2А качество напряжения может начать портиться, а зарядка греться и потеть. Именно поэтому все так любят брать блоки питания пожирнее. Например, кто-то скажет что и 1000 Ватт мало для RTX3090, что очевидно неверно, ибо сама по себе RTX 3090 потребляет по заявлению производителя 350 Ватт. Откуда же требование к блоку питания в более чем 750 Ватт? Давайте посчитаем! Дабы узнать сколько ест компонент, достаточно посмотреть на его тепловыделение, оно же энергопотребление. Грубо говоря, каждый компонент потребляющий ток, похож на ту же лампочку накаливания: пропустить ток греется. Например, если написано, что TDP процессора 60Ватт, значит, он будет выделять это тепло потребляя амперы по 12В линии. Чтобы получить ватты, нужно умножить ток на напряжение (IU=P). Или же, чтобы найти ток, нужно поделить 60 на 12. То есть 60-ти ваттный процессор потребляет 5А по 12В линии. Наш процессор потребляет целых 250 Ватт и видеокарта 350. Итого: по 12ти вольтовой линии блок питания должен выдать аж 600 Ватт.

Требование на 750 появляется из двух соображений, во-первых, многие производители льстят себе и пишут значения, при которых их продукции становится уже очень плохо, а во-вторых, из-за потерь в тепло везде, кроме потребителей, сколько-то съедят вентиляторы (по 2 Ватта каждый), сколько-то диски. В общем, мощности в 860 Ватт при условии выбора хорошего блока питания должно было хватить с головой. Я взял Fractal Design Ion+ Platinum FD-PSU-IONP-860P-BK. Не самый дорогой, но и не дешевый модульный блок питания от известного бренда. Характеристики его максимальных токов указаны на обратной части. Вы спросите, почему же ты не взял сразу блок питания с запасом на 4 видеокарты? Ну, когда я посмотрел цены на качественные блоки питания от 1000 Ватт, оказалось, что цена на них соизмерима с ценой всего компьютера. Сисоник на 1000 Ватт стоил аж 80К рублей. Но я, будучи электронщиком, понимал, что мне ничего не мешает вставить туда еще один блок питания специально для остальных видеокарт. Можно даже использовать компактный серверный блок, важно только сделать систему, которая бы включала блок питания одновременно с первым, но это несложно. Блоки питания включаются, как только напряжение на контакте PS_ON (см. рисунок) падает до нуля. То есть если вам хочется самим проверить блок питания без материнской платы, достаточно булавкой или скрепкой замкнуть контакты PS_ON и COM, и на остальных линиях появятся напряжения (Хоть все блоки питания и оборудованы защитами, но соблюдайте осторожность при работе с питанием, не допускайте попадание металлических компонентов на контакты, не вскрывайте блок питания). До этого момента включения не работает. Именно эти контакты замыкает материнская плата. То есть нужно было просто спаять плату, чтобы замыкать один контакт с другим, и можно сэкономить более 50ти тысяч рублей и подключать сколько хочешь мощных видеокарт. Теперь переходим к корпусу, который позволил все это безумие.


Корпус

Fractal Design MESHIFY S2, один из самых удобных корпусов, что я видел. Огромный, все быстро снимается. Внутри есть разветвитель PWM, чтобы можно было натыкать десятки вентиляторов, при этом заняв один слот на материнской плате. Оптимистично в него можно вставить до 6ти карт. Реалистично около четырех полноразмерных турбовинтовых карт. И то, если убрать нижнюю корзину для дисков, и разместить одну карту боком. Но иначе есть смысл брать только серверный корпус с переходником PCI, но такие в России найти вообще в продаже мне не удалось, только если заказывать на сайте DELL в США. Поэтому по факту взяли самый удобный корпус для большой рабочей или игровой системы. Из минусов могу выделить только встроенные очень слабые вентиляторы, которых тут установлено аж 3. Для высокопроизводительной системы советую вынуть их и заменить на высоко оборотистые управляемые 4 pin кулеры. У стоковых фиксированная скорость в 1000 оборотов, что хорошо для тихого ПК, но не очень для корпуса, которому предстоит рассеивать 800 Ватт тепла. 

Память

Как вы могли заметить в сборке нет памяти, потому, что у нас уже было закуплено 64 GB не ECC памяти, и в принципе раз мы не играем в игры, то кроме желательного ECC у нас не было требований. Можно использовать любую. Если бы я докупал бы память, то выбрал бы что, то такое.

Цели

Прежде всего нужно понимать, что собирался такой компьютер не для игр. Я работаю в компании Twin3D, и такой компьютер нужен для построения автоматической сборки 3D модели человека на основе десятков-сотен фото. Если вам интересно, вы можете уже завтра приехать к нам и сделать 3D модель своего лица и тела. В свою очередь мы сейчас работаем над более сложными алгоритмами о которых вы могли читать тут.

Тесты

Про производительность отдельных компонентов системы вы можете найти много информации в Интернете. Поскольку нас интересует продолжительная работа, не было смысла заниматься овеклоком (разгонять процессор или видеокарту), по крайней мере по началу этой производительности точно хватало. К тому же почти любой разгон не только сильно повышает нагрев системы, но и влияет на вероятность вылетов вследствие случайных повреждений памяти, а к серверу предъявляются, наоборот, двойные стандарты по надежности. Поэтому в первую очередь нас интересуют температурные характеристики. Тест проводился с одной видеокартой Gigabyte GeForce RTX 3090 TURBO 24G, которая показала отличные температурные характеристики. При работе в стресс тесте видеокарты и 12 ядер процессора на неделю, температура видеокарты не поднималась выше 63 градусов, а процессора выше 59, что достойный показатель для игровых и умеренный для серверных систем. Ниже тест sysbench, для сравнения на моем домашнем ryzen 2600X total number of events: 121178. Когда тут, как на скриншоте ниже, 259501. Что более чем в два раза больше. При ровно в два раза большем количестве потоков. Причем стоящий дома ryzen еще и быстрее.

Что касается производительности RTX3090, пока еще рано говорить о ее рабочем потенциале, ибо наш суперский код, который создаст ваших 3D аватаров по фотографиям из instagram, еще не дописан. Однако если кому интересно она выдает где-то 110 Мега Хешей в секунду, что смешно по сравнению с любым асиком при ее стоимости на момент покупки она окупилась бы в майне за 314 дней (в день приносила бы почти 700р). Мораль — не покупайте карты, чтобы майнить. Покупайте карты, чтобы играть, или учить искусственный интеллект. Чтобы он был умнее и посоветовал вам купить для майна ASIC.

Выводы

Собирай я сейчас бы тот же компьютер, наверное, поменял бы не так много. Советовал бы, как я писал выше, немного другую память, ибо когда мы выбирали свою еще было непонятно, какой будет процессор в конечной машине. Поменял бы скорее всего кулер, может, есть какие-то более удобные варианты. Хотя и качеством охлаждения я доволен. В будущих статьях возможно расскажу про настройку сервера. И удаленный GUI для нескольких пользователей. У вас есть предложения и замечания? Делитесь в комментариях!

Теги:
Хабы:
Всего голосов 43: ↑40 и ↓3 +37
Просмотры 23K
Комментарии Комментарии 100

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
twin3d.ru
Численность
11–30 человек
Дата регистрации
Представитель
Efim Boeru