PC提案事例

BLASTによるDNA塩基配列の検索や、HMMERによるタンパク質のドメイン検索を行うためのマシンを導入したい。
教員と複数の学生が使用し、学内の有線LAN経由でマシンにアクセスする使い方を予定している。
BLASTでのクエリ配列は数百から数千程度で、データベース配列は10万程度を予定。
HMMERによるドメイン検索は、10万程度のクエリ配列を想定している。
マシン性能が十分であれば、植物のゲノムde novo解析も行いたい。 現時点で考えているマシンスペックは以下の通り。

ご要望に合わせて構成を検討しました。
データベースはHDD 8TBへの格納を想定していますが、サイズによってはストレージ容量が不足する場合があるため、容量面で問題ないことをお客様にご確認いただいています。

de novo解析の実行も可能な構成ですが、優先度の高い要件として考慮する場合には、仕様上の最大メモリ容量となる128GBを搭載するのが良いかと思われます。

また、ネットワークアクセスで利用し、研究室内で小規模な簡易サーバーとして利用するのみでしたら、本事例の構成でもコスト重視の選択として成立します。ただし、学部レベルの人数で利用する想定の場合は、明らかにスペックが不足します。
マシンの重要度や求める可用性などの条件によっては、より本格的なサーバー構成を検討いただく必要があるため、お客様にはご提案と合わせてお伝えしています。

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。

マテリアルズ・インフォマティクスの研究で、不確実性に関する数値シミュレーションを行うためのマシンが欲しい。
異なる条件で大量のシミュレーションを実施する必要があるため、並列計算能力の高いマシンが理想。
また、大規模な解析結果を高速で可視化するために、高性能なGPUが必要。
希望するスペックは以下の通り。

ご要望に合わせて構成を検討しました。
NVIDIA RTX A6000 Adaを2台搭載した構成です。
ストレージ条件である4TB SSDは、M.2スロット x2つとS-ATA x7つで合計9台を搭載しています。
※マザーボード上のS-ATAポートは全部で8ポートですが、残り1ポートは光学ドライブ用として使用しています。

電源ユニットは1600W対応品を採用していますが、100V環境で利用する場合は1300W程度までの出力となります。

業務で生成した複数のデータを保存・閲覧するためのサーバーが欲しい。
ストレージ構成は、現時点で搭載できる最大容量を希望する。
OSは現在利用しているWindows Storage Server 2016相当のものがよい。

ストレージ容量を重視する場合、現状では20TB容量のHDDが最大となります。ただし、CacheCadeに対応させる都合上、HDDに接続するRAIDカードの世代を意図的にやや古い世代のものとしているため、最新の20TB製品を多数接続した場合には、互換性に関する想定外の問題が発生する可能性があります。

そのため、安定性を重視して16TB容量のHDDを20台搭載した構成にでお見積もりしました。
HDD x1台あたりの容量を重視する場合は20TB容量のHDDへ変更可能ですが、20TB HDDに対応するRAIDカードへ変更しますとCacheCadeに対応しなくなりますので、ご承知おきください。

OSは、Windows Storage Server 2016の後継としてWindows Server IoT 2022 for Storage を選定しています。Storage Server 2016と同様にCAL不要のファイルサーバー向けエディションです。

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。