Док-станции Echo Sonnet Technologies

По материалам журнала MediaVision

Стремительный бег времени не оставляет нам ни единого шанса остановиться хоть не надолго, чтобы зафиксировать некий, пусть и условный статус-кво. Время настолько ускорилось, что целые эпохи теперь сжались до десятилетий. Особенно это заметно в радиоэлектронике и вычислительной технике. Занимавший пространство размером со школьный спортивный зал компьютер теперь умещается в кармане пиджака.

Ровно 30 лет назад, с рождением первого персонального компьютера IBM PC началась эра настольных компьютеров. И вот теперь мы все вступаем в эру пост-ПК – коренным образом меняется само понятие персонального компьютера. Сегодня, как для работы, так и для отдыха, среднестатистическому пользователю зачастую достаточно вычислительной мощности смартфона или планшетного компьютера. Этот самый пользователь уже не озадачен проблемами поиска нужного программного обеспечения или выбором метода и средства хранения данных и результатов своей работы. Все необходимое ПО можно купить в интернет-магазине, а данные безопасно хранить в «облаке».

Однако существуют, и, пожалуй, еще долго будут существовать категории пользователей, которым нужны вычислительные возможности, в десятки и сотни раз превосходящие мощность портативных и мобильных устройств. В ряду этих пользователей – профессионалы кино и телевидения, создатели медиаконтента. Для выполнения таких работ как видеомонтаж, цветокоррекция, компьютерная 2D/3D-графика, обработка звука и кодирование программ, нужны мощные настольные рабочие станции. С другой стороны, производителям компьютерного «железа», чтобы «оставаться на плаву» в наметившейся череде глобальных экономических кризисов, необходимо тщательным образом оптимизировать свои производства. То есть улучшать энергоэффективность и технологичность, уменьшать материалоемкость и трудозатраты на производство своей продукции.

Классический пример дескноута – HP Pavilion

Поэтому в качестве альтернативы настольным компьютерам все чаще предлагаются так называемые desknotes (дескноуты) и моноблоки. По сути, первые – это ноутбуки-переростки, а вторые – «слегка разбухшие» мониторы, в которых нашлось место и всем остальным блокам и узлам компьютера. А в целом, и первые, и вторые – это самодостаточные устройства «все в одном», в которых совершенно не осталось возможности для наращивания аппаратных средств, в частности, интерфейсов PCI и PCI-Express. Исключением может быть один слот PCI-Express, отданный под установку видеокарты мобильного класса. Яркими примерами моноблоков являются модели компаний Hewlett Packard, Dell, Sony, Acer, Asus, Lenovo, Samsung и, конечно же, модели iMac и MacBook от Apple.

Моноблок iMac

В качестве примера моделей моноблоков, ориентированных на профессиональное использование, можно привести рабочие станции HP Z1. «Под капотом» – «пламенный мотор» Intel Xeon E3-xxxx и один из профессиональных графических ускорителей мобильной серии NVIDIA Quadro KxxxxM (500/1000/2000/3000/5000). Модели мобильных видеокарт имеют меньшее число вычислительных ядер по сравнению с полноценными картами для настольных ПК, что объясняется стремлением производителей максимально уменьшить их энергопотребление и тепловыделение. Но и вычислительная мощность их также заметно ниже – на 30…50%. Современные программные приложения для обработки медиаконтента весьма чувствительны к производительности именно графического ускорителя. Поэтому модернизация этого компонента системы даст наибольший прирост мощности рабочей станции в целом.

Профессиональный моноблок HP Z1

Однако на пути обновления графической подсистемы рабочей станции на базе ноутбука, дескноута или моноблока, может появиться множество непреодолимых препятствий:

• видеокарта интегрирована в материнскую плату;
• графический процессор интегрирован в центральный процессор;
• конструкционные ограничения и трудности с отводом избыточного тепла;
• недостаточная мощность блока питания.

Выходом из подобной ситуации может стать подключение внешней видеокарты – так называемого eGPU (Extended Graphic Processor Unit). Еще полтора-два года назад единственным способом было использование для этих целей возможностей интерфейса ExpressCard, а по сути – слота PCI-Express ´1 для подключения внешних устройств. Из решений подобного рода можно привести широко известные ViDock и AMD XGP, а также реже встречающиеся PE04L PE04H «родом» с острова Тайвань. Недостаток подобного решения очевиден – низкая пропускная способность шины PCI-E ´1, равная всего лишь 2,5 Гбит/с, так что использование высокопроизводительных моделей видеокарт теряет всякий смысл.

Внешний графический ускоритель ViDock

С выходом интерфейса USB 3.0, обладающего максимальной пропускной способностью более 5 Гбит/с, у многих ведущих производителей видеокарт появились модели eGPU, рассчитанные именно на него. Особенно в этом преуспели изготовители, применяющие чипы AMD – Radeon и FirePro, каждый из которых к тому же способен выводить изображение одновременно на экраны до шести мониторов.

И вот теперь свое «весомое слово» призван сказать новый интерфейс Thunderbolt («Удар грома») – совместное детище компаний Apple и Intel. По идее своих создателей, данный интерфейс должен упростить подключение к компьютеру всевозможных высокоскоростных устройств отображения, хранения и ввода-вывода данных. Практически одна полнодуплексная линия связи используется для совместной передачи данных видеоинтерфейса DP (Display Port) и слота PCI-Express ´4. Как известно, этот слот поддерживает скорость передачи данных до 10 Гбит/с в обе стороны, и этого уже вполне достаточно, чтобы обслуживать работу даже самого мощного графического ускорителя в режиме полной нагрузки.

Структура передачи данных через интерфейс Thunderbolt 

Ниже рассматриваются устройства семейства Echo Express компании Echo Sonnet Technologies, которые представляют собой подключаемые посредством интерфейса Thunderbolt своеобразные док-станции для установки в имеющиеся слоты PCI-E ´16 (´4 line) дополнительных карт расширения. На данный момент компания выпускает три версии устройств:

• Echo Express SE ($400) – располагает всего одним слотом PCI-E ´16 и импульсным источником питания мощностью 60 Вт, позволяет установить карту расширения полной высоты (168 мм) и половинной длины (168 мм), рассчитанную на один слот;
• Echo Express ($600) – также с одним слотом PCI-E ´16, но с более мощным (100 Вт) блоком питания; позволяет установить уже карту расширения на два слота длинной до 197 мм;
• Echo Express Pro ($800) – профессиональная версия устройства с двумя слотами PCI-E ´16 и источником питания мощностью 150 Вт; позволяет установить либо одну карту на два слота, либо две карты на один слот каждая. Максимальная длина карты – 312 мм.

Наибольший интерес представляет профессиональная версия устройства, как наиболее универсальный вариант. Прибор собран в цельнометаллическом корпусе и обладает достаточно элегантным дизайном, напоминающим продукцию Apple. К тому же металл корпуса помогает лучше рассеивать тепло, накапливающееся внутри. Охлаждение также возложено на два вентилятора. Установка карт расширения упрощена до предела и мало чем отличается от подобной процедуры, проводимой в условиях стандартного компьютерного корпуса. Просто нужно снять верхнюю крышку, предварительно отвинтив два винта. При выборе карт расширения нужно помнить, что встроенный блок питания не имеет дополнительных разъемов, и заменить его на другой не получится.

Исходя из характеристик устройства, можно составить список совместимых моделей профессиональных графических ускорителей (из числа имеющихся сегодня в продаже):

• NVIDIA Quadro 2000/2000D (можно установить сразу пару), 4000/4000 для Mac и K5000/K5000 для Mac (только одну);
• AMD FirePro W5000 (сразу две), W7000 (только одну).

Многие профессиональные приложения для работы с медиаконтентом поддерживают возможность аппаратной акселерации также с помощью видеокарт потребительского класса, требования к подбору которых аналогичны случаю, рассмотренному выше. Из числа таких – игровых – карт можно упомянуть NVIDIA GeForce GTX460/560/660 и AMD Radeon HD 7850/6870/6850/6790/6770 (в том числе и версии для Mac).

Док станция Echo Express Pro 

Хотя сценарий использования двухсотдолларовых видеокарт в адаптере стоимостью 800 долларов маловероятен. Установленная и подключенная по интерфейсу Thunderbolt к компьютеру видеокарта определяется им сразу же после инсталляции драйвера карты как второе устройство обработки графических данных. В иерархическом древе мостов, в которое можно попасть, пройдя по цепочке «Панель управления – Оборудование и звук – Устройства и принтеры – Диспетчер устройств», новая видеокарта управляется через несколько переключателей PCI-Express, что в той или иной степени влияет на итоговую производительность всей системы.

Конечно, при подключении видеокарты, рассчитанной на работу в слоте PCI-E ´16, к «усеченному» слоту PCI-E ×4, ее производительность падает – но вот насколько, зависит еще и от самой карты. Например, производительность графического ускорителя AMD Radeon HD 6870 для Mac снижается на 15%, тогда как видеокарты NVIDIA Quadro 4000 для Mac – всего на 5%.

Устройства линейки Echo Express универсальны и специально «не заточены» под использование видеокарт, поэтому не имеют дополнительных 6- и 8-контактных разъемов питания. При желании использовать более мощные модели графических ускорителей (с TDP более 150 Вт) пользователю необходимо будет самому позаботиться о подводе дополнительного питания.

Типичные же области применения данных устройств подразумевают взаимодействие с внешними дисковыми массивами и картами ввода-вывода видео и звука.

Ну и в конце этого небольшого материала стоит упомянуть Magma Express Box 3T. Устройство оборудовано тремя слотами PCI-Express 2.0 – ´16, ´8 и ´4, встроенным источником питания мощностью 200 Вт и также подключается к рабочей станции через Thunderbolt. Однако только один из трех слотов может быть использован для установки видеокарты. Цена устройства – на уровне $1000. Поэтому на сегодняшний день реальной альтернативы док-станции Echo Express Pro попросту нет.