Intel NUC 9 Pro als ESXi Server

Im ersten Quartal 2020 veröffentlichte Intel das NUC 9 Pro, sein bisher leistungsstärkstes Next Unit of Computing (NUC)-System. Wir hatten die Gelegenheit, dieses neue System in einer seiner Varianten, dem NUC9VXQNX, das mit RAM, Speicher und einer Grafikkarte ausgestattet war. In unserem Test haben wir uns die Hardware angeschaut und unsere Benchmarks damit durchgeführt. In diesem Artikel werfen wir einen tieferen Blick auf die Einrichtung des Intel NUC mit ESXi.

Im ersten Quartal 2020 veröffentlichte Intel das NUC 9 Pro, sein bisher leistungsstärkstes Next Unit of Computing (NUC)-System. Wir hatten die Gelegenheit, dieses neue System in einer seiner Varianten, dem NUC9VXQNX, das mit RAM, Speicher und einer Grafikkarte ausgestattet war. In unserem Test haben wir uns die Hardware angeschaut und unsere Benchmarks damit durchgeführt. In diesem Artikel werfen wir einen tieferen Blick auf die Einrichtung des Intel NUC mit ESXi.

In diesem Artikel gehen wir noch einen Schritt weiter und installieren ESXi darauf. Aber vorher öffnen wir das Gehäuse und graben uns etwas tiefer in die Hardware ein, und während wir den Computer geöffnet haben, werden wir mehr RAM und Speicher auf dem System installieren. Anschließend entfernen wir die Grafikkarte und führen unsere ursprünglichen Benchmarks erneut durch. Abschließend werden wir die Grafikkarte neu installieren, ESXi installieren, eine virtuelle Maschine (VM) erstellen, die die Grafikkarte als Passthrough-Gerät verwendet, und unsere Benchmarks dieses Mal noch einmal auf der VM ausführen und die Ergebnisse mit denen der Ausführung auf Bare vergleichen Metall.

Wir werden die gleiche NUC 9 Pro-Variante verwenden, die wir in unserem vorherigen Test verwendet haben, den NUC9VXQNX. Um einen schnellen Überblick zu geben: Diese Version ist mit einem Xeon-Prozessor mit acht Kernen, einer separaten NVIDIA Quadro-Grafikkarte, 32 GB RAM, 1 TB Speicher und einer Lizenz zum Ausführen von Windows 10 Home Pro ausgestattet. Es verfügt außerdem über mehrere Videoausgänge und USB-Anschlüsse, zwei PCIe-Steckplätze, zwei 1-Gbit/s-Ethernet-Ports und 2.4-Gbit/s-WLAN. Die vollständigen Spezifikationen finden Sie im oben genannten Artikel.

Tiefer Einblick in die Intel NUC-Hardware

Um einen besseren Blick auf die Hardware des NUC zu werfen, haben wir die obere Abdeckung des Gehäuses entfernt, indem wir die beiden Kreuzschlitzschrauben entfernt und die Abdeckung dann direkt nach hinten gezogen haben. Nachdem die Oberseite entfernt wurde, konnten wir anschließend die Seiten des Geräts entfernen. Auf der rechten Seite fanden wir die Rückseite des Compute Elements und die Platine, auf der es angeschlossen ist.

Das Compute Element wird nicht nur an einen PCIe-Anschluss angeschlossen, sondern verfügt auch über zwei WLAN-Antennen und weitere Anschlüsse.

Das Compute Element verfügt über USB-Anschlüsse, zwei RJ45-Anschlüsse, einen HDMI-Anschluss und einen 3.5-mm-Audioanschluss.

Das Gerät basiert auf dem NUC 9 Pro Compute Element (NUC9VXQNB). Das Compute Element ist im Grunde eine PCI-Express-Karte, die eine CPU und mehrere wichtige Motherboard-Komponenten enthält; Dadurch benötigt das System weniger Platz und lässt sich leichter aufrüsten.

Durch das Entfernen der Oberseite des Compute Elements (auf dem sich ein Lüfter befand) fanden wir einen einzelnen Intel Xeon E-2286M-Prozessor. Bei dieser CPU handelt es sich um einen 64-Bit-Workstation-x86-Mikroprozessor mit acht Kernen und 512 KiB L1, 2 MiB und 16 MiB Cache. Es unterstützt Hyper-Threading, was bedeutet, dass insgesamt 16 Threads gleichzeitig ausgeführt werden können. Der Prozessor arbeitet mit einer normalen Geschwindigkeit von 2.4 GHz, mit einer Turbo-Boost-Geschwindigkeit von bis zu 5.0 GHz. Es hat außerdem eine TDP-Bewertung (Thermal Design Power) von 45 W und 35 TPD nach unten, unterstützt bis zu 64 GB Dual-Channel-DDR4-2666-ECC-Speicher und verfügt über zwei M.2-Steckplätze.

Die CPU verfügt über eine integrierte Intel UHD Graphics 630, die mit 350 MHz und einer Burst-Frequenz von 1.25 GHz arbeitet. Die GPU verfügt über 24 Execution Units (EUs) und kann bis zu drei 4K-Displays unterstützen. Die TDP und der RAM werden von der CPU und der GPU gemeinsam genutzt.

Das WLAN-Modul im Compute Element ist ein Intel Wi-Fi 6 AX200, das Übertragungsraten von bis zu 2.4 Gbit/s ermöglicht.

Das Compute Element verfügt über 32 GB Kingston RAM und einen M.2 Intel 1 TB Intel Optane Memory H10 mit Solid-State-Speichergerät. Der zweite NVMe-Steckplatz ist nicht belegt. Die Wahl des H10 ist sehr interessant, da es sich um ein Hybridgerät handelt, das Intel Optane Flash und Intel QLC 3D NAND auf einem einzigen Gerät mit M.2 2280-Formfaktor kombiniert. Wir haben eine gemacht Ich habe Anfang dieses Jahres eine vollständige Beschreibung zu diesem Gerät verfasst.

An der Unterseite des Geräts und links neben einem blauen PCIe x 16-Steckplatz fanden wir einen weiteren M.2-Steckplatz mit einem Kühlkörper darauf.

Durch das Entfernen der linken Seite wurde die Grafikkarte freigelegt, und in der Oberseite des Gehäuses sind zwei Lüfter integriert.

Die Grafikkarte im System ist eine NVIDIA Quadro P2200. Um die Grafikkarte zu entfernen, mussten wir zuerst das Compute Element entfernen. Die Grafikkarte verfügt über eine Pascal-GPU mit 1280 CUDA-Kernen, 5 GB GDDR5X-On-Board-Speicher und Unterstützung für vier 5K-Displays (5120 x 2880 bei 60 Hz).

Ein Blockdiagramm des Geräts zeigt seine Konnektivitäts- und Erweiterungsmöglichkeiten.

Als wir den Computer wieder zusammenbauten, ersetzten wir die 32 GB Kingston-RAM durch 64 GB Crucial-RAM und fügten zwei KIOXIA-Geräte (früher bekannt als Toshiba-Speicher) mit 1 TB XG6 (KXG60ZNV1T02) in den leeren NVMe-Steckplatz ein. Das XG6 ist ein M.2 Gen3 x4, NVMe 1.3a-Gerät mit einer Nenngeschwindigkeit von bis zu 3,180 MB/s und einer sequentiellen Lese-/Schreibgeschwindigkeit von 2,9960 MB/s. Es hat außerdem eine MTBF von 1,500,000 Stunden und wird durch eine fünfjährige Garantie abgesichert. Wir werden diesen Speicher in späteren Tests verwenden. Uns gefiel dieses NVMe, da es eine sehr gute Leistung pro Watt bietet und auch die sequentiellen Schreibgeschwindigkeiten und die Latenz bei anhaltender Arbeitslast sehr gut sind.

ESXi auf dem NUC installieren

Wir werden ESXi auf einem SanDisk Ultra Flair USB 3.0 64GB-Flash-Laufwerk installieren und ausführen. Wir verwenden diese gerne, da sie klein sind, aber aus Gründen der Haltbarkeit ein Metallgehäuse haben.

Zuerst haben wir mit Rufus das bootfähige Installationsimage mit der ESXi 6.7 U3 ISO erstellt. Dann steckten wir das USB-Laufwerk in einen USB-Anschluss des NUC 9 und schalteten den Computer ein. Wir haben F2 gedrückt, um das BIOS aufzurufen, und angegeben, dass das Gerät vom USB-Laufwerk booten soll. Wir haben auch den sicheren Start deaktiviert und dann F10 gedrückt, um die Einstellungen zu speichern und neu zu starten. Das System wurde erfolgreich mit dem ESXi-Installationsprogramm gestartet. Mit den Standardeinstellungen konnten wir ESXi in weniger als 5 Minuten auf dem NUC 9 auf dem USB-Stick installieren.

Anschließend haben wir das NUC 9-System mit dem vSphere-Client zu unserem Rechenzentrum hinzugefügt. Es wurden sowohl NICs als auch die NVMe-Speichergeräte auf dem NUC 9 gezeigt. Das H10-Gerät wurde als zwei separate Geräte angezeigt, da es sowohl über Optane-Speicher als auch über SSD-Speicher verfügt. Wir haben das H10 unangetastet gelassen, damit wir bei Bedarf wieder Windows 10 starten können, und wir haben die KIOXIA XG6 NVMe-Geräte als Datenspeicher verwendet.

Intel NUC ESXi Ad-hoc-Tests

Zu Beginn dieses Artikels haben wir erwähnt, dass wir uns nicht sicher sind, ob der NUC 9 Pro für uns als ESXi-Server oder als leistungsstarke Grafik-Workstation wertvoller ist. Dann kam uns die Idee, dass wir die Grafikkarten an eine VM weiterleiten und dann mit VMware Horizon eine Verbindung zu dieser herstellen könnten. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie gut eine VM mit einer Passthrough-Grafikkarte funktionieren würde, haben wir einige Ad-hoc-Tests damit durchgeführt und dann einige unserer Tests auf der VM erneut durchgeführt.

Wir haben eine Windows 10-VM mit 4 vCPU und 32 GB RAM erstellt und die separate GPU als Passthrough-Gerät verwendet.

Anschließend haben wir den Horizon-Agenten installiert, einen manuellen Desktop-Pool in unserer Horizon-Umgebung erstellt und die VM zum Pool hinzugefügt. Wir haben uns beim Horizon-Client angemeldet und Speccy ausgeführt, um zu überprüfen, ob die NVIDIA-GPU tatsächlich an die VM weitergeleitet wurde.

Um die Leistung der Videowiedergabe auf dem Gerät zu testen, haben wir ein 4K-Video (4096 x 1720 bei 24 fps) mit VLC im Vollbildmodus auf einem einzelnen Monitor abgespielt. Audio und Video wurden einwandfrei abgespielt.

Die ControlUp-Konsole zeigte, dass die GPU-Auslastung etwa 3 % und die GPU-Encoder-Auslastung 35 % betrug.

Anschließend haben wir den Horizon-Client für die Anzeige auf zwei 4K-Monitoren konfiguriert und 4K-Videos (4096 x 1720 bei 24 fps) auf beiden Bildschirmen abgespielt, um das Gerät zu belasten. Wir spielten die Videos in nativer Auflösung und im Vollbildmodus ab, ohne dass es zu Jitter kam.

Die ControlUp-Konsole zeigte, dass die GPU-Auslastung bei etwa 6 % und die GPU-Encoder-Auslastung bei etwa 49 % lag, während 4K-Videos auf jedem Monitor abgespielt wurden.

Testen der GPU-fähigen VM

In unserem vorherigen Artikel haben wir den Computer mit und ohne NVIDIA-GPU verglichen. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie gut eine VM mit einer Grafikkarte funktionieren würde, haben wir einige dieser Tests erneut durchgeführt, um zu sehen, wie die Ergebnisse im Vergleich ausfallen würden.

SPECviewperf 12.1

Zuerst haben wir den SPECviewperf 12-Benchmark auf der VM erneut ausgeführt. Wie in der folgenden Tabelle gezeigt, war die Leistung der VM als VM etwa 15 % geringer als bei der Ausführung auf Bare-Metal. Es muss jedoch beachtet werden, dass es sich hierbei um Ad-hoc-Tests handelte und wir der Meinung sind, dass wir die VM mit ein wenig Optimierung problemlos leistungsfähiger machen könnten.

Tabelle 2SPECviewperf im Vergleich

Die ControlUp-Konsole zeigte während des Tests eine sehr hohe GPU-Auslastung (~97 %).

PCMark 10

Als nächstes haben wir den PCMark 10-Benchmark-Test erneut durchgeführt und die VM mit dem NUC 9 ohne Grafikkarte verglichen. Die VM war etwa 13 % weniger leistungsfähig als das Bare-Metal-System. Wie oben erwähnt, sind wir der Meinung, dass wir die VM mit ein wenig Optimierung leicht leistungsfähiger machen könnten.

Die ControlUp-Konsole zeigte, dass die CPU-, GPU- und GPU-Video-Encoder-Auslastung während verschiedener Teile des PCMark 10-Tests hoch war.

Fazit

In diesem Artikel haben wir das NUC 9 zerlegt und einen genaueren Blick auf seine Hardwarekomponenten geworfen. Anschließend haben wir ESXi installiert, eine VM erstellt, die die GPU-Karte verwendet, und einige Tests damit durchgeführt. Jetzt werden wir einige unserer abschließenden Gedanken zum Gerät darlegen.

Das NUC 9 Pro ist deutlich größer als die anderen NUCs, die wir getestet haben, bietet aber bei diesem Platzangebot viel Platz. Es basiert auf einer modularen Architektur und sein Compute Element unterstützt 64 GB RAM, bietet Platz für zwei M.2-Geräte und enthält zwei Ethernet-Ports, einen HDMI-Anschluss sowie weitere Komponenten. Der Computer selbst verfügt über den Wi-Fi-Chip und zwei PCIe-Steckplätze, die zur Erweiterung genutzt werden können. Wenn Sie jedoch eine Grafikkarte damit verwenden, wäre es schwierig, beide zu nutzen. Wir haben festgestellt, dass wir zuerst das Compute Element entfernen mussten, um an eines der M.2-Speichergeräte zu gelangen oder die Grafikkarte zu entfernen. Um ehrlich zu sein: Sofern Sie dies nicht als Gerätetestumgebung verwenden, werden Sie selten auf diese Geräte zugreifen müssen. Mit seinen mehreren USB 3.1- und Thunderbolt-Anschlüssen ist die externe Konnektivität des Geräts hervorragend. Maklerfirmen, Ingenieurbüros und Content-Ersteller würden es schwer haben, die Grenzen dieses Computers zu überschreiten.

Nachdem wir das System durch die Installation von 64 GB Crucial RAM, das Hinzufügen von zwei KIOXIA-NVMe-Geräten (1 TB leistungsstarke VDI-verbundene Grafik-Workstation. Dies löste unser anfängliches Dilemma, ob wir den NUC 6 Pro als ESXi-Server oder Grafik-Workstation verwenden sollten.

Mehr Informationen erhältst du auf der NUC 9 Pro-Kit steht im Link. Intels Produktkompatibilitätstool für das NUC 9 Pro befindet sich dieser Link.

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