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Ranch Computing monte la plus puissante ferme de serveurs sous Windows 10 au monde

Centre destiné à calculer des images de synthèses pour l’industrie, Ranch Computing a besoin de la puissance d’un datacenter mais de la logithèque de Windows 10. Il a donc assemblé la flotte de PC la plus puissante au monde à partir de 500 serveurs.

Dans le nord de Paris, Ranch Computing est une entreprise qui déploie actuellement 500 serveurs 32 cœurs sous... Windows 10. « Oui, le Windows classique. Celui des PC. Aucun constructeur ne supporte officiellement cela. Mais cela fait dix ans qu’on fonctionne ainsi », s’amuse Julien de de Souza, le gérant de cette ferme de calcul.

Il faut dire que Ranch Computing est l’une des dix plus importantes usines de rendus en images de synthèse du monde. « Nos clients - des industriels, des studios de cinéma, des publicitaires, ou encore des cabinets d’architectes venus du monde entier - nous fournissent des scènes 3D qu’ils ont modélisées avec des logiciels sur PC. Notre mission est de calculer en une heure des rendus qu’ils mettraient un mois à obtenir sur leurs machines. Mais pour y parvenir, nous devons utiliser les mêmes environnements qu’eux », explique Julien de Souza.

Il indique que ces environnements Windows 10 ne sont même pas des machines virtuelles. « Hors de question de gaspiller des ressources avec une couche de virtualisation. Nous exploitons toute la puissance possible de nos serveurs pour calculer le plus rapidement possible les rendus en images de synthèse. C’est donc du bare metal : lorsque nous calculons une image, les 2 processeurs x 16 cœurs x 2 threads x 2,6 GHz d’un serveur sont entièrement mobilisés sur cette image et sur rien d’autre. Plus nous sommes rapides, plus nous intéressons nos clients », lance-t-il.

Utiliser des serveurs en guise de supers PC

Trouver les 500 serveurs qui puissent se comporter comme autant de supers stations 3DS Max, Maya, Cinema 4D et consort, est un défi. Depuis 2010, Ranch Computing utilisait des machines directement conçues par Intel.

Début 2016, l’entreprise a fini de les rembourser et envisage de passer à une nouvelle génération de serveurs pour suivre l’évolution du marché. « Nous visions la multiplication de notre puissance par au moins quatre. Donc, nous avons d’abord choisi le processeur en conséquence. Nos précédents serveurs étaient tantôt équipés de Xeon E5645 (2x 6 cœurs à 2,4 GHz), tantôt de Xeon X5650 (2x 6 cœurs à 2,8 GHz), avec des indices de performances Cinebench R15 respectifs de 1050 et 1350 par serveur. Nous visions donc le nouveau processeur Xeon E5v4 2697A doté de 16 cœurs à 2,6 GHz qui nous permet aujourd’hui d’atteindre un indice Cinebench de 4700 par serveur double processeur, soit 2,7 fois plus de cœurs avec 35% de performances en plus par cœur à GHz équivalent. Cette puce étant disponible le 31 mars, nous avons cherché des constructeurs qui seraient capables de nous livrer des serveurs le 1er avril », raconte Julien de Souza.

Mais ce n’est pas tout. Ranch Computing veut aussi le meilleur du réseau et du stockage. Les serveurs doivent avoir une connectique 10 Gbits/s (1 Gbits/s précédemment) et des unités 1 To en NVMe, à savoir du Flash monté sur carte PCIe pour atteindre entre 700 Mo/s et 1 Go/s de débit.

« Nos anciens serveurs avaient des disques SAS qui affichaient des débits de 200 à 300 Mo/s. Passer à des disques SSD pour atteindre 500 Mo/s ne nous paraissait  pas suffisant », détaille le gérant.

Il est à noter que l’on ne parle là que du stockage nécessaire au travail de rendu, qui vient en soutien des 64 Go de RAM de chaque serveur. Les projets terminés sont ensuite assemblés sur un NAS externe de 30 To.

« Nous avons mis en place un dispositif qui envoie automatiquement le résultat terminé à nos clients et, pour des raisons de confidentialité, nous nous engageons à ne pas conserver leurs données plus de dix jours. Ce qui nous arrange bien : nous n’avons pas ainsi à investir dans de grandes capacités de stockage », plaisante Julien de Souza !

En revanche, pas besoin de carte graphique. Ranch Computing ne visualise jamais les projets de ses clients, pour les mêmes raisons de confidentialité, et les moteurs de rendu, tous basés sur des algorithmes de RayTracing, n’utilisent pas les GPU.

Au final, seul deux constructeurs sont capables de répondre à l’appel d’offres : Intel et Dell.

Dell pour ses câbles en moins et... son offre de financement

Ranch Computing a choisi Dell pour deux raisons.

La première est technique : les serveurs, livrés quatre à quatre dans des châssis rack 2U PowerEdge FX2, sont administrables à distance avec un seul câble réseau qui entre et sort de chaque PowerEdge. « Cet enchaînement simplifie considérablement le câblage réseau. Avec la solution d’Intel, nous aurions dû déployer des switchs pour connecter un câble par serveur, ce qui aurait considérablement complexifié l’installation et aurait nécessité des coûts de refroidissement supplémentaires », témoigne Julien de Souza.

Il précise que s’agissant de Windows 10, il n’utilise pas la console d’administration que fournit Dell pour piloter les serveurs. Si un serveur a un problème, il accède directement à son Windows depuis son pupitre pour, par exemple, le redémarrer.

Le responsable fait aussi remarquer que Ranch Computing supporte une dizaine de logiciels de 3D, chacun dans toutes les versions successives parues ces dernières années et chacun accompagné de différents plugins (Forest Pack Pro pour faire la végétation dans 3DS Max, par exemple), ce qui totalise plusieurs centaines de logiciels à superviser sur chaque serveur. Seul le déploiement des mises à jour des BIOS et des nouvelles images-disques peut se faire simultanément sur tous les serveurs.

L’autre raison du choix est financière. « Dell intègre sa propre banque de prêt. Et même si nous travaillions déjà avec des organismes financiers, Dell a été le seul à nous proposer des remboursements progressifs, c’est-à-dire très modérés la première année, quand les serveurs n’ont pas encore généré beaucoup de chiffre d’affaires, et qui montent en puissance les années suivantes, au fur et à mesure que les machines sont rentabilisées ».

En l’occurrence, Ranch Computing remplacera sa flotte existante en trois fois, en avril 2016, à la rentrée 2016, puis en avril 2017. Le premier tiers coûte 1 M€ et Dell lui propose des remboursements mensuels de 17.000 €/mois la première année, 25.000 €/mois la seconde et 40.000 €/mois la troisième. « Avec notre banque, nous aurions dû rembourser tout de suite 40.000 € / mois », précise le gérant.

Plus de puissance au point de déconnecter les anciens serveurs restants

En pratique, Julien de Souza note un autre avantage : « recevoir et installer plus 170 serveurs d’un coup n’est jamais pratique. Dell a consenti à nous les livrer par lot de 10 PowerEdge FX2 (soit 40 serveurs) chaque semaine. Le premier lot a été installé en quatre jours, le temps de valider la nouvelle image-disque. Les lots suivants ont été installés en deux jours, puisqu’il n’y avait plus que du câblage à faire ».

Le premier tiers des serveurs étant quatre fois plus puissant que les deux tiers d’anciens encore en production, Ranch Computing a multiplié par deux sa puissance de calcul global à partir d’avril. Avec l’arrivée du second tiers à la fin de l’été, les nouveaux serveurs représenteront 90% de la puissance globale.

« A ce moment, nous déconnecteront le dernier tiers, car avec ses connexions 1 Gbits/s et ses disques durs à 200 Mo/s, il ne fera que ralentir les deux autres tiers ; nous avons en effet pour habitude de mobiliser toute la puissance disponible de notre datacenter pour un seul client. Cantonner des clients à seulement 10% de notre puissance globale pour ne pas interférer avec les 90% utilisés par un autre client n’aurait pas de sens », explique Julien de Souza.

A l’épreuve, Ranch Computing constate bien la performance attendue sur les nouveaux serveurs, en particulier que les derniers processeurs affichent 35% de performance en plus par GHz, ce qui lui permet de facturer à ses clients 3,37 € par heure et par serveur, contre 90 centimes auparavant. Plus exactement, la facture se fait au GHz/cœur/heure, soit 2,6 GHz x 16 cœurs x 2 CPU x 4 centimes, contre 2,6 GHz (moyenne entre 2,4 et 2,8 GHz) x 6 cœurs x 2 CPU x 3 centimes auparvant.

Mais - surprise - les serveurs s’avèrent plus lents que les anciens dans 0,7% des cas.

« Nous avons mesuré ces ralentissements vers la fin du calcul de certaines images, quand les traitements deviennent plus difficilement parallélisables. Nous l’expliquons par le fait que certains logiciels de rendus ne sont pas optimisés pour tirer parti du multi-cœur et du cache présent dans les derniers processeurs et, de fait, fonctionnent plus vite sur un vieux cœur à 2,8 GHz que sur un nouveau à 2,6 GHz. Fort heureusement, ce phénomène reste très marginal », commente-t-il.

C’est d’ailleurs le seul regret que Julien de de Souza émet sur sa solution. « Objectivement, je pense que les logiciels iraient bien plus vite si les processeurs n’avaient que quatre cœurs mais fonctionnaient à 20 GHz. Hélas, ce n’est pas la tournure que prend l’évolution de ce marché ».

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