PC提案事例

機構解析(運動解析)用CAEソフトウェア「RecurDyn」と「Matlab」を使用するためのマシンが欲しい。希望する要件は以下の通り。

ご予算100万円の範囲でご提案しました。

上記の点から、

・Matlabでコア数が有効な使い方・コードであるか。
・GPUアクセラレートを利用しているか。

次第で適切な構成が異なるため、お客様にはMatlab側の利用状況をご確認いただきました。

なお、お客様からはCADも利用するとのお話をいただいたため、ビデオカードにはA2000を選定しています。

本事例の構成は、お客様から頂戴した条件を元に検討した内容です。
掲載内容とは異なる条件でご検討の場合でも、お気軽にご相談ください。

科学技術計算用のマシンを導入したい。
CPUとストレージのInput/Output負荷の高い用途で利用する予定。

想定している構成は以下の通り。

CPU：AMD EPYC 7763 x1
メモリ：RDIMM 32GB x8
GPU：RTX3080
SSD：2TB NVMe M.2 x10 (M.2拡張カード x4利用)
HDD：18TB NAS用 x2台
筐体：4U筐体 (スライドレール込み)
オプション：瞬断とサージ対策用のUPS，LANケーブル10m，メンテナンス用のキーボード・マウス・ディスプレイ
予算：300万円程度

実際のお問い合わせでは、ショートパーツも含めて各パーツに対して詳細に型番をご指定いただきましたが、ご指定パーツ全てに対して相性を確認することが難しいため、弊社製PCとして動作を保証できる構成にてご提案しました。ご連絡いただいた条件の本質的な部分を押さえつつ、ご案内可能な内容に落とし込んでいます。

【筐体】
4Uラックマウント型筐体よりもパーツ選択の自由度が高いタワー型としており、冷却には弊社が同様の構成で標準採用している水冷クーラーを搭載しています。

【ストレージ】
ストレージI/O負荷の高い科学技術計算を目的としていることから，最も重要なポイントはストレージ構成と考えました。

しかし、ご要望の「M.2 SSD x10本とM.2拡張カード x4枚の組み合わせ」はPCI-Expressスロットを大量に消費することや、ストレージ容量の分散という観点から、必ずしも利用効率が良いとは言い難いため、本質的なご要望を推測した構成を検討しました。

お問い合わせの中でお客様からご指定いただいたM.2拡張カードはSSDを2本搭載できる製品でしたが、これを4枚利用しても搭載できるM.2 SSDは8本までです。残り2本のSSDはマザーボードに直接搭載する想定と判断し、それに近い構成になるよう、マザーボードに4TB SSD M.2 x1本 ＋ 15.3TB SSD U.3 x1本 を直接搭載する形にしています。どちらのSSDもNVMe対応ですので、性能面ではお客様の想定仕様との差はありません。
こちらの構成であれば、15.3TBの領域を1ボリュームとして扱うことができ、SSDを複数搭載する場合と比べてデータ保存領域の効率が改善します。

【CPU】
ご希望のEPYC 7763は入手に時間を要するため (2022年9月現在) 、同じ64コア製品のThreadripper pro 5995WXとしています。

【ストレージ速度とRAID0について】
お客様よりストレージ速度の向上を目的として、当初希望していた2TB NVMe x8本を搭載することにより、アクセス性能はストレージ本数分だけ乗算されるのではないかというご質問をいただきましたが、単純にSSDを8本搭載する場合、1本文のアクセス性能をおったSSDが独立して8本搭載された状態となるため、SSDの数だけアクセス性能が向上するということはありません。

アクセス性能を向上させるプランとしては、複数のSSDでRAID0を構築し1本分以上のアクセス性能を実現する方法が考えられます。
ただし、RAIDにはオーバーヘッド (処理・伝送するために余計にかかる負荷や時間) があり、ストレージ2台でRAID0を構築しても、アクセス性能は2倍を下回ります。また、オーバーヘッドはストレージの数が増えるほど大きくなる傾向があります。
以前に弊社にてSSD x4本でハードウェアRAIDを利用しRAID0を構築した際には、およそ2.5倍程度の速度向上にとどまりました。ソフトウェアRAIDで構築する場合には、RAIDボリュームの制御をOS上でソフトウェア的に行うため、ハードウェアRAIDよりもオーバーヘッドが更に大きくなるとお考えください。

また、RAID0の導入における無視できない要素として、対障害性への懸念があります。
RAID0はボリュームを構築するストレージの1台が故障すると、データが全損します。仮に8本のSSDでRAID0を構築した場合、同じ容量の1本のSSDに対して、一定幾何の障害発生率は理論上約8倍になります。
RAID0はハードウェア障害に対して基本的に脆弱であるという前提のもと、データバックアップ等をご検討いただくのが良いかと存じます。

逆説的に、1本のSSDで完結させるメリットは、構成がシンプルになり相対的に障害に対して強くなる点にあるとお考えください。

タンパク質の立体構造を計算するツールである「AlphFold2」を使用するためのマシンを、予算100万円程度で検討したい。
他にもMOE (Molecular Operating Environment) やAutodockなどのWindowsソフトウェアを使いたいので、UbuntuとWindowsのデュアルブートを希望する。
UbuntuにはCUDA Toolkit 11をインストールして欲しい。

ご予算の範囲で検討した構成案です。
AlphaFold2の計算処理はGPU性能の影響を受ける部分が大きいことや、計算中も約2.7TBのデータベースへ頻繁にアクセスすることから、データベースを格納するストレージデバイスの性能が使用感に大きな影響を与えると考えられます。
本構成のストレージは全てSSDとしています。特に、AlphaFoldのデータベース展開用ストレージには、上記の理由からNVMe対応の4TB SSDを採用することで更にストレージ速度を高めています。

PC-9193を見ての問い合わせ。
タンパク質立体構造予測プログラム「AlphaFold2」を利用するためのマシンを希望。
条件は以下の通り。

CPU：Xeon Silver 程度
メモリ：128GB以上
ストレージ：512GB SSD M.2
GPU：NVIDIA RTX A4500等 (ビデオメモリが多いほど良い)
ネットワーク：1G x1ポート
OS：Ubuntu (インストール不要)
その他：周辺機器類は不要
予算：100万円程度

Xeon Silver 4316を1基搭載した構成でのご提案です。
ストレージはM.2タイプのSSDですが、512GBと容量が多くありません。
仕様上、M.2スロットは1つのみとなるため、将来的に同タイプの高速ストレージの追加が難しいことをご承知おきください。
一方で、PCI-Expressには複数の空きがありますので、アドインカードタイプのNVMe対応SSDを増設することが可能です。ご希望の際には気兼ねなくご相談ください。