Workstation: Rechenpower für virtuelle Maschinen

CloudVirtualisierung

Der Trend zur Virtualisierung bei Highend-Rechnern nimmt Fahrt auf. Hersteller wie Dell, Citrix und Nvidia haben Konzepte entwickelt, bei denen eine Workstation im Rechenzentrum die Thin Clients bedient. Sogar Mitarbeiter im Home Office können so auf High-End-Leistung zugreifen. Doch auch die klassische Workstation ist noch lange nicht tot.

Workstations blieben bis vor kurzem bei Trends wie Cloud Computing und Virtualisierung noch außen vor. Die hohe Rechenleistung, die von Grafikprozessoren und CPU abverlangt werden, war in der Cloud-Umgebung oder über virtualisierte Desktops nur schwer realisierbar. Doch spätestens seit vergangenem Jahr hat sich die Lage geändert. Neue Techniken machen es möglich, dass sich auch Workstations in eine virtuelle Desktop-Umgebung im Unternehmen einbinden lassen.

Die Workstation ist dabei im Rechenzentrum in einem eigenen Server-Rack untergebracht. Schnelle Intel-Prozessoren der Core-i7- oder Xeon-Serie sorgen im Verbund mit Nvidia-Grafikkarten für die erforderliche Leistung. Damit lassen sich sehr rechenintensive Anwendungen aus den Bereichen CAD, Video oder Simulation betreiben. Der angeschlossene Arbeitsplatz-PC muss lediglich in die Virtualisierung-Plattform eingebunden sein und Full-HD-Videos und ruckelfrei wiedergeben können.

Über die kompakten Thin Clients von Wyse arbeiten Anwender mit virtuellen Workstations. Der Rechner, ein Precision Rack 7910 ist im Rechenzentrum untergebracht und kann mehrere Nutzer gleichzeitig bedienen (Bild: Dell).
Über die kompakten Thin Clients von Wyse arbeiten Anwender mit virtuellen Workstations. Der Rechner, ein Precision Rack 7910 ist im Rechenzentrum untergebracht und kann mehrere Nutzer gleichzeitig bedienen (Bild: Dell).

Vorteile der virtuellen Workstation

Dem Anwender steht damit dieselbe Rechenpower zur Verfügung, als säße er direkt an der Workstations. Die Rechenleistung lässt sich ortsunabhängig, also mit jedem beliebigen Arbeitsplatz-PCs und sogar vom Home Office aus nutzen. Voraussetzung ist immer nur, dass der jeweilige Rechner auch mit entsprechender Virtualisierungs-Software ausgerüstet ist, um als Thin Client die Daten auf den Bildschirm bringen zu können. Als Virtualisierungs-Plattform wird in der Regel Citrix Xen Desktop verwendet.

Praktisch ist das Konzept besonders für Teams, weil die Daten zentral im Rechenzentrum liegen und deshalb jederzeit aktuell sind, ohne immer wieder synchronisiert werden zu müssen. IT-Manager freuen sich darüber, dass die Daten im Rechenzentrum vor unbefugtem Zugriff sicherer sind, als wenn sie auf einem PC im Büro oder gar auf einem zur Mobile Workstation hochgerüsteten Notebook liegen.

Schlüsseltechnik für virtuelle Workstation

Eine Schlüsseltechnik für die Virtualisierung von Workstations ist HDX 3D Pro von Citrix. Das von der Workstation im Server-Rack generierte Video oder 3D-Bild wird mit HDX 3D Pro auf Basis des Video-Codecs H.264 an den Client-Rechner geschickt.

Mit Nvidias GRID-vGPU-Technik kommuniziert der Grafikchip direkt mit dem Grafiktreiber der virtuellen Maschine, der Hypervisor wird dabei umgangen. Je nach Konfiguration können so bis zu acht Anwender auf einen Grafikchip zugreifen (Grafik: Nvidia).
Mit Nvidias GRID-vGPU-Technik kommuniziert der Grafikchip direkt mit dem Grafiktreiber der virtuellen Maschine, der Hypervisor wird dabei umgangen. Je nach Konfiguration können so bis zu acht Anwender auf einen Grafikchip zugreifen (Grafik: Nvidia).

Daneben sind auch Techniken von Nvidia entscheidend. Beispielsweise Grid vGPU. Da bei dieser Technik der Hypervisor die Daten nicht verarbeiten muss, steht für die virtuellen Desktops die volle Leistung einer Grafikeinheit zur Verfügung. Maximal acht Nutzer können mit virtuellen Maschinen direkt auf eine physische Grafikeinheit zugreifen. Ebenso wichtig ist Nvidias GPU-Pass-Through (Dedicated GPU). Wie der Begriff Pass-Through schon sagt, wird dabei die Grafikleistung direkt zu einer virtuellen Maschine durchgereicht, laut Nvidia ohne Performance-Verluste.

Die Nvidia-Grafiktreiber in der virtuellen Maschine unterstützen die gängigen Grafikstandards OpenGL 4.4, DirectX 11. Unterstützt wird außerdem CUDA 6.0, (CUDA, Compute Unified Device Architecture) Nvidias Technologie, bei der die Grafikkarte dem Prozessor einen großen Teil der Rechenarbeit abnimmt. Fast alle Videoanwendungen und viele wissenschaftliche Anwendungen beispielsweise im Bereich Simulationen arbeiten schon mit CUDA.

Lösungen für Remote Workstations

Konkrete Lösungen für die Virtualisierung von Workstations gibt es auch schon. Ganz vorne mit dabei ist Dell. Der Hardwarehersteller hat sich in den vergangenen Jahren durch Akquisitionen von Anbietern wie dem Virtualisierungsspezialisten Wyse oder dem Softwarehersteller Quest und einigen anderen ein umfangreiches Portfolio an Know-how und Produkten im Bereich Netzwerkinfrastruktur, Sicherheit und eben Virtualisierung ins Haus geholt.

Das Dell Precision Rack 7910 bedient die angeschlossenen Thin Clients im Unternehmen mit Workstation-Leistung (Bild: Dell).
Das Dell Precision Rack 7910 bedient die angeschlossenen Thin Clients im Unternehmen mit Workstation-Leistung (Bild: Dell).

So bietet Dell beispielsweise mit “Wyse Datacenter for Virtual Workstations” eine entsprechende Lösung für Unternehmen an. Workstation-Module im Rechenzentrum stellen dabei ihre Leistung den angeschlossenen Thin Clients zur Verfügung. Als Hardwarebasis dienen die Dell-Server Precision R7610 oder Poweredge R720, die Grafikkarten kommen von Nvidia. Als Virtualisierungs-Software kommt Citrix Xen Desktop oder VMwares Horizon View zum Einsatz.

Dells Precision Appliance for Wyse soll in einer virtualisierten Desktop-Umgebung ebenfalls Workstation-Leistung ermöglichen. Die Remote-Workstation-Lösung basiert auf der Precision Rack 7910 Workstation und arbeitet mit Quadro-Karten von Nvidia. Über die bereits erwähnte GRID-GPU-Technik kommen bis zu acht Anwender in den Genuss der Rechenleistung. Die Virtualisierungssoftware kommt von VMware, die Thin Clients von Wyse.

Für Interessenten, die das Konzept mit den Remote Workstations erproben wollen, hat Dell im irischen Limerick ein Testzentrum eingerichtet. Hier, im “Virtual Workstation Centre of Excellence” können Kunden virtuelle Workstations mit verschiedenen Anwendungen und Konfigurationen ausprobieren. Sie müssen dazu übrigens nicht nach Limerick fahren, der Test der virtuellen Workstations erfolgt per Fernzugriff.

Klassische Workstation Wortmann Terra 8000 CS mit Intels Core i7-CPU: Der Hersteller preist den Rechner als "ideale Wahl für den Einsatz von Adobe Creative Suite 6". Nvidias Quadro-Grafikkarten stehen für beste Leistung auch im Grafikbereich (Bild: Wortmann).
Klassische Workstation Wortmann Terra 8000 CS mit Intels Core i7-CPU: Der Hersteller preist den Rechner als “ideale Wahl für den Einsatz von Adobe Creative Suite 6”. Nvidias Quadro-Grafikkarten stehen für beste Leistung auch im Grafikbereich (Bild: Wortmann).

Klassische Workstation

Daneben ist aber auch die klassische Workstation noch lange nicht tot. Eigentlich alle großen Hardware-Anbieter haben nach wie vor besonders leistungsstarke Rechner im Angebot. Dazu zählen neben Dell Hersteller wie Fujitsu, HP, Lenovo, aber auch deutsche Hersteller wie Wortmann oder Thomas Krenn. Auch Notebooks gibt es in einer Workstation-Version. Für Start-ups, die keine komplexen IT-Infrastruktur haben und nur einen Arbeitsplatz benötigen, kann ein klassischer High-End-Rechner immer noch die bessere Lösung sein.

 Mobile Workstation: HPs Notebook Z Book 17 G2 mit 17,3-Zoll-Display (43,9 cm Zentimeter) arbeitet mit Intels Core i7-Prozessor und liefert damit auch unterwegs satte Rechenleistung (Bild: HP).
Mobile Workstation: HPs Notebook Z Book 17 G2 mit 17,3-Zoll-Display arbeitet mit Intels Core i7-Prozessor und liefert damit auch unterwegs satte Rechenleistung (Bild: HP).