Intel NUC 9 Pro como servidor ESXi

En el primer trimestre de 2020, Intel lanzó NUC 9 Pro, su sistema Next Unit of Computing (NUC) más potente hasta la fecha. Tuvimos la oportunidad de conocer por primera vez este nuevo sistema en una de sus variantes, el NUC9VXQNX, que venía con RAM, almacenamiento y una tarjeta gráfica. En nuestra revisión, observamos su hardware y ejecutamos nuestros puntos de referencia en él. En este artículo, profundizamos en la configuración de Intel NUC con ESXi.

En el primer trimestre de 2020, Intel lanzó NUC 9 Pro, su sistema Next Unit of Computing (NUC) más potente hasta la fecha. Tuvimos la oportunidad de conocer por primera vez este nuevo sistema en una de sus variantes, el NUC9VXQNX, que venía con RAM, almacenamiento y una tarjeta gráfica. En nuestra revisión, observamos su hardware y ejecutamos nuestros puntos de referencia en él. En este artículo, profundizamos en la configuración de Intel NUC con ESXi.

En este artículo, daremos un paso más e instalaremos ESXi en él. Pero antes de hacerlo, abriremos la carcasa y profundizaremos un poco más en el hardware, y mientras tenemos la computadora abierta, instalaremos más RAM y almacenamiento en el sistema. Luego quitaremos la tarjeta gráfica y volveremos a ejecutar nuestros puntos de referencia originales. Finalmente, reinstalaremos la tarjeta gráfica, instalaremos ESXi, crearemos una máquina virtual (VM) que use la tarjeta gráfica como un dispositivo de paso, y ejecutaremos nuestros puntos de referencia una vez más, esta vez en la VM y compararemos los resultados con los de ejecutar en bare metal.

Usaremos la misma variante NUC 9 Pro que usamos en nuestra revisión anterior, la NUC9VXQNX. Para dar una descripción general rápida, esta versión viene equipada con un procesador Xeon de ocho núcleos, una tarjeta gráfica discreta NVIDIA Quadro, 32 GB de RAM, 1 TB de almacenamiento y una licencia para ejecutar Windows 10 Home Pro. También tiene múltiples salidas de video y conectores USB, dos ranuras PCIe, dos puertos Ethernet de 1 Gbps y Wi-Fi de 2.4 Gbps. Sus especificaciones completas se pueden encontrar en el artículo mencionado anteriormente.

Análisis profundo del hardware Intel NUC

Para ver mejor el hardware de la NUC, quitamos la cubierta superior de la carcasa quitando los dos tornillos de cabeza Philips y luego tirando directamente hacia atrás de la cubierta. Después de quitar la parte superior, pudimos quitar los lados del dispositivo. En el lado derecho encontramos la parte posterior del Compute Element y la placa a la que está conectado.

Compute Element no solo está conectado a un conector PCIe, sino que también tiene dos antenas Wi-Fi y otros conectores.

Compute Element tiene puertos USB, dos conectores RJ45, un conector HDMI y un conector de audio de 3.5 mm.

La unidad se basa en NUC 9 Pro Compute Element (NUC9VXQNB). Compute Element es básicamente una tarjeta PCI Express que contiene una CPU y varios componentes principales de la placa base; permite que el sistema ocupe menos espacio y sea más fácil de actualizar.

Al quitar la parte superior del Compute Element (que tenía un ventilador), encontramos un único procesador Intel Xeon E-2286M. Esta CPU es un microprocesador x64 de estación de trabajo de rendimiento de ocho núcleos y 86 bits con 512 KiB de L1, 2 MiB y 16 MiB de caché. Tiene soporte para hyper-threading, lo que significa que se pueden ejecutar un total de 16 subprocesos en un momento dado. El procesador funciona a una velocidad normal de 2.4 GHz, con una velocidad Turbo Boost de hasta 5.0 GHz. También tiene una clasificación TDP (Potencia de diseño térmico) de 45 W y 35 TPD de bajada, admite hasta 64 GB de memoria ECC DDR4-2666 de dos canales y tiene dos ranuras M.2.

La CPU ha integrado Intel UHD Graphics 630 que funciona a 350 MHz con una frecuencia de ráfaga de 1.25 GHz. La GPU tiene 24 unidades de ejecución (EU) y puede admitir hasta tres pantallas 4K. El TDP y la RAM se comparten entre la CPU y la GPU.

El módulo WLAN en Compute Element es un Intel Wi-Fi 6 AX200 que es capaz de velocidades de transferencia de hasta 2.4 Gbps.

Compute Element viene con 32 GB de RAM de Kingston y una memoria Intel Optane H2 de 1 TB Intel M.10 con dispositivo de almacenamiento de estado sólido. La segunda ranura NVMe no está ocupada. La elección de H10 es muy interesante porque es un dispositivo híbrido que combina Intel Optane flash e Intel QLC 3D NAND en un solo dispositivo de factor de forma M.2 2280. hicimos un informe completo sobre este dispositivo a principios de este año.

En la parte inferior del dispositivo, y a la izquierda de una ranura azul PCIe x 16, encontramos otra ranura M.2 con un disipador de calor.

Al quitar el lado izquierdo, quedó expuesta la tarjeta gráfica y la parte superior de la carcasa tiene dos ventiladores integrados.

La tarjeta gráfica del sistema es una NVIDIA Quadro P2200. Para quitar la tarjeta gráfica, primero necesitábamos quitar el elemento de cómputo. La tarjeta gráfica tiene una GPU Pascal con 1280 núcleos CUDA, memoria integrada GDDR5X de 5 GB y soporte para cuatro pantallas 5K (5120 × 2880 a 60 Hz).

Un diagrama de bloques del dispositivo muestra sus capacidades de conectividad y expansión.

Cuando volvimos a armar la computadora, reemplazamos los 32 GB de RAM de Kingston con 64 GB de RAM Crucial y agregamos dos dispositivos KIOXIA (formalmente conocidos como memoria Toshiba) de 1 TB XG6 (KXG60ZNV1T02) en la ranura NVMe vacía. El XG6 es un dispositivo M.2 Gen3 x4, NVMe 1.3a que tiene una velocidad nominal de hasta 3,180 MB/s y una velocidad de lectura/escritura secuencial de 2,9960 MB/s. También tiene un MTBF de 1,500,000 horas y está respaldado por una garantía de cinco años. Usaremos este almacenamiento en pruebas posteriores. Nos gustó este NVMe porque tiene muy buen rendimiento por vatio, y las velocidades de escritura secuencial y la latencia durante las cargas de trabajo sostenidas también son muy buenas.

Instalación de ESXi en la NUC

Instalaremos y ejecutaremos ESXi desde una unidad flash SanDisk Ultra Flair USB 3.0 de 64 GB. Nos gusta usarlos porque son pequeños pero tienen una carcasa de metal para mayor durabilidad.

Primero, creamos la imagen de instalación de arranque usando ESXi 6.7 U3 ISO usando Rufus. Luego, insertamos la unidad USB en un puerto USB en el NUC 9 y encendimos la computadora. Presionamos F2 para ingresar al BIOS y especificamos que el dispositivo debía arrancar desde la unidad USB. También desactivamos el arranque seguro y luego presionamos F10 para guardar la configuración y reiniciar. El sistema se inició correctamente en el instalador de ESXi. Pudimos instalar ESXi en la unidad flash USB en menos de 5 minutos en el NUC 9 usando los valores predeterminados.

Luego agregamos el sistema NUC 9 a nuestro centro de datos con el cliente vSphere. Se mostraron tanto las NIC como los dispositivos de almacenamiento NVMe en el NUC 9. El dispositivo H10 apareció como dos dispositivos separados porque tiene memoria Optane y almacenamiento SSD. Dejamos el H10 intacto para poder reiniciar Windows 10 si lo deseamos, y usamos los dispositivos KIOXIA XG6 NVMe como almacenes de datos.

Pruebas ad-hoc de Intel NUC ESXi

Al comienzo de este artículo, mencionamos que no estábamos seguros de si NUC 9 Pro era más valioso para nosotros como servidor ESXi o como estación de trabajo de gráficos potente. Luego se nos ocurrió que podíamos pasar las tarjetas gráficas a una máquina virtual y luego usar VMware Horizon para conectarnos a ella. Para tener una idea de qué tan bien funcionaría una VM con una tarjeta gráfica de acceso directo, hicimos algunas pruebas ad-hoc y luego volvimos a ejecutar algunas de nuestras pruebas en la VM.

Creamos una VM con Windows 10 con 4 vCPU, 32 GB de RAM y usamos la GPU discreta como dispositivo de transferencia.

Luego, instalamos el agente de Horizon, creamos un grupo de escritorios manual en nuestro entorno de Horizon y agregamos la máquina virtual al grupo. Iniciamos sesión en el cliente de Horizon y ejecutamos Speccy para verificar que la GPU de NVIDIA se transfirió a la máquina virtual.

Para probar el rendimiento de la reproducción de video en el dispositivo, reproducimos un video 4K (4096 x 1720 @ 24 fps) usando VLC en modo de pantalla completa en un solo monitor. El audio y el video se reprodujeron sin problemas.

La consola de ControlUp mostró que el uso de la GPU fue de ~3 % y el uso del codificador de GPU fue del 35 %.

Luego configuramos el cliente Horizon para mostrar en dos monitores 4K y reproducimos videos 4K (4096 x 1720 @ 24 fps) en ambas pantallas para estresar el dispositivo. Reproducimos los videos en resolución nativa y en pantalla completa sin experimentar ninguna fluctuación.

La consola ControlUp mostró que el uso de la GPU fue de ~6 % y el uso del codificador de GPU fue de ~49 % mientras se reproducían videos 4K en cada monitor.

Prueba de la máquina virtual habilitada para GPU

En nuestro artículo anterior, evaluamos la computadora con y sin la GPU NVIDIA. Para tener una idea de qué tan bien funcionaría una máquina virtual con una tarjeta gráfica, volvimos a realizar algunas de estas pruebas para ver cómo se compararían los resultados.

SPECviewperf 12.1

Primero, volvimos a ejecutar el benchmark SPECviewperf 12 en la VM. Como se muestra en la tabla a continuación, la máquina virtual tuvo un rendimiento aproximadamente un 15 % menor como máquina virtual que cuando se ejecutaba en hardware completo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que esta fue una prueba ad-hoc, y creemos que podríamos hacer que la VM tenga un mejor rendimiento fácilmente con un poco de ajuste.

Tabla 2SPECviewperf comparado

La consola ControlUp mostró un uso de GPU muy alto (~97 %) mientras se ejecutaba la prueba.

PCMark 10

A continuación, volvimos a ejecutar la prueba comparativa de PCMark 10 y comparamos la VM con la NUC 9 sin la tarjeta gráfica. La máquina virtual tuvo aproximadamente un 13 % menos de rendimiento que el sistema completo. Como se señaló anteriormente, creemos que podríamos hacer que la VM tenga un mejor rendimiento fácilmente con un poco de ajuste.

La consola ControlUp mostró que el uso de la CPU, la GPU y el codificador de video de la GPU fue alto durante diferentes partes de la prueba PCMark 10.

Conclusión

En este artículo, desmontamos el NUC 9 y echamos un vistazo más profundo a sus componentes de hardware. Luego instalamos ESXi, creamos una VM que usaba la tarjeta GPU y realizamos algunas pruebas en ella. Ahora proporcionaremos algunos de nuestros pensamientos finales sobre el dispositivo.

El NUC 9 Pro es considerablemente más grande que los otros NUC que hemos revisado, pero ocupa mucho espacio. Se basa en una arquitectura modular y su Compute Element admite 64 GB de RAM, tiene espacio para dos dispositivos M.2 y contiene dos puertos Ethernet, un conector HDMI y otros componentes. La computadora en sí tiene el chip Wi-Fi, dos ranuras PCIe que se pueden usar para la expansión, pero sería difícil usar ambas si está usando una tarjeta gráfica. Descubrimos que para acceder a cualquiera de los dispositivos de almacenamiento M.2 o para quitar la tarjeta gráfica, primero necesitábamos quitar el elemento de cómputo; sin embargo, para ser honesto, a menos que esté utilizando esto como un banco de pruebas de dispositivos, rara vez necesitará acceder a estos dispositivos. Con sus múltiples puertos USB 3.1 y Thunderbolt, la conectividad externa del dispositivo es excelente. A las casas de bolsa, las empresas de ingeniería y los creadores de contenido les resultaría difícil superar los límites de esta computadora.

Después de mejorar el sistema instalando 64 GB de RAM Crucial, agregando dos dispositivos KIOXIA (1TB XG6 (KXG60ZNV1T02) NVMe), instalando ESXi y creando una VM que aprovechó la tarjeta gráfica, descubrimos que podíamos usar la VM como un poderosa estación de trabajo de gráficos conectada a VDI Esto resolvió nuestro dilema inicial de si usar el NUC 9 Pro como un servidor ESXi o una estación de trabajo de gráficos.

Más información sobre la Equipo NUC 9 Pro se encuentra en el enlace. Herramienta de compatibilidad de productos de Intel para NUC 9 Pro se encuentra este enlace.

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