「GPU」で何が変わるのか、皆さんが「もしかして誤解」していること：旨いIT対談 GPUのNVIDIAとサーバのHPEが「みんなにおいしい」話をしよう（2）
「企業においしい“GPU”の話」を伝えていくために、前回は「GPUの今」と「常識が変わりつつあるVDIの状況」についての議論を交わした日本ヒューレット・パッカード（HPE）とエヌビディア（NVIDIA）の3氏。今回は「GPU技術＋深層メリット理解編」として、技術や製品選択、実装方法、導入効果といったテクニカルな領域に踏み込んだ議論をまとめてみよう。
「肉を食えば、いい話するよ、俺たちは」。
「デジタルトランスフォーメーションやワークスタイル変革といった新世代のビジネスに必要なITの効果は理解しつつ、なかなか前進できない課題を抱える企業からの喫緊の問い合わせ」を受け、PCサーバ世界シェアトップ（*1）のHPEと、GPUの世界をリードするNVIDIAが「そんな企業においしいGPUの話」をどう展開すべきか、熱い作戦会議を繰り広げていた。
後編は、「GPU技術＋深層メリット理解編」として、技術や製品選択、実装方法、導入効果といった領域に踏み込み、「VDIに関する誤解」を解消できる話をお届けしよう。
*1：IDC Worldwide Quarterly Server Tracker 2016Q4
プロフィール
- HPE 久保田隆志氏（以下、HPE 久保田）
日本ヒューレット・パッカード プリセールス統括本部 データセンター・ハイブリッドクラウド技術本部 HPC技術部 シニアITスペシャリスト - NVIDIA 田上英昭氏（以下、NVIDIA 田上）
エヌビディア エンタプライズ事業部 ビジュアライゼーション部 部長 - HPE 山中伸吾氏（以下、HPE 山中）
日本ヒューレット・パッカード データセンター・ハイブリッド事業統括 DCHC製品統括本部 エバンジェリスト
誤解：「GPUを使うVDIは“製造業でない業種”にはオーバースペックでは？」
真実：vGPUは、ワークステーション向けはもちろん「一般業務PC用途」にも広がっている
HPE 山中 ここまでの話を整理しましょうか。まず、「VDI（デスクトップ仮想化）」のメリットは、「データの一元管理による生産性の向上」「デバイスの集中管理による運用管理コストの削減」「セキュリティ対策」「ワークスタイル変革への対応」といったところにあります。
しかし、例えば3D CADやモデリングのような高いグラフィック処理性能が求められる業務には、これまでの一般的なVDIソリューションでは少し適用しにくい課題がありました。
HPE 久保田 はい。その課題を解決するのが、GPU仮想化技術である「vGPU（Virtual GPU）」です。vGPUは、HPC（High-Performance Computing）分野でのディープラーニングやAI（Artificial Intelligence：人工知能）といった研究分野から発展したGPUを、一般的な業務シーンにまで応用したものです。
vGPUを活用することで、仮想環境においてもGPUリソースを利用可能となり、また、その割り当て方も柔軟になります。私たちはこれを「eVDI（Engineering VDI）」と呼んでいますが、3D CADなどの高いグラフィック処理性能が求められる業務に対応できるようになりました。
さらに、一般的なオフィス業務シーンにも「変革」が起こっています。昨今は、Windows 10を中心に、オフィスソフトウェアやブラウザといったアプリケーションの多くもGPUレンダリングを利用するようになってきています。つまり、一般的なVDI環境においてもGPUを利用することで、業務効率が高まることが期待できるようになりました。
NVIDIA 田上 例えばよく知られているものに、「GPUレンダリングを有効にする（ソフトウェアレンダリングを無効にする）」というブラウザの設定がありますよね。GPUレンダリングを有効にすれば、Webの表示速度を向上させることができます。
最近の調査によると、GPUアクセラレーションを使用するアプリケーションの数はここ5年で倍増しています。そして、企業ユーザーの半数はこうしたアプリケーションを1つ以上業務で利用しています（*2）。
HPE 久保田 「vGPUを使うVDIは、“製造業でない業種”にはオーバースペックなのでは？」と思う人がいるかもしれません。実は「誤解」なのです。
NVIDIA 田上 NVIDIAではvGPUを「NVIDIA GRID」と呼ぶブランドで展開しており、GRIDを使ったワークステーション向けのVDI環境を「vWorkStation（vWS）」、同じくPC向けのVDI環境を「vPC」と呼んでいます。ワークステーション向けの“vWS”は既にかなり広がってきました。そして今、PC向けの“vPC”の波が訪れています。
重ねて述べますが、ポイントは「Windows 10」です。実は、Windows 7をクライアントOSに採用する既存のVDI環境を「Windows 10に刷新」すると、VDIシステム全体のリソースが足りなくなる可能性があります。Windows 10では負荷の掛かる描画処理を無効にできなくなったことから、グラフィック処理性能を余計に求めるようになったためですね。
そこでNVIDIAのGPUを搭載したGPUカードをサーバへ追加し、vGPUを利用するのです。そうした課題を一気にスッと解消できます。
誤解：「今のVDI環境のままではリソースが足りず、Windows 10環境にはできない？」
真実：サーバにGPUを実装する「VDI強化、第3の手段」が登場
HPE 山中 では、今のVDI環境のまま（GPUを追加せずに）、Windows 10に対応したい場合にはどうすればいいのでしょう。
NVIDIA 田上 まずVDIの集約率を下げる選択肢があります。例えば、1ホストに100台だったところを60台にする。その分、仮想マシンが利用できるリソースを増やせます。ただし仮想マシンの稼働台数を減らせないならば、ノードを増やすしかありません。サーバリソースのCPUやメモリを増やすことで、仮想マシン1台がより多くのリソースを利用できるようにします。
HPE 山中 仮想マシンの稼働台数はいまさら減らせないという企業は多そうですね……。その一方で、ノードを追加してコンピューティングリソースを増やせば、結果として仮想マシン1台に割り当てられられるリソースを増やせることも分かります。ただしこの方法は、それなりの投資も、時間も、ラックスペースも必要になります。
NVIDIA 田上 その通りです。だから第3の手段として「サーバにGPUを追加する方法」が注目されるようになったのです。
NVIDIA GRIDでは、1つの物理GPUを複数のユーザーで共有できます。これまでのGPUパススルーのような方法はユーザー1人が1つのGPUを占有してしまう仕様だったので、VDIではリソースを効率的に使えませんでした。それに対してNDIVIA GRIDは、利用可能なGPUのグラフィックスリソースのバランスを取ります。最適に仮想マシンへリソースを割り当てられるので、結果として、ユーザーへGPUの利便性を提供しながら、コスト効率も良くなるというわけです。
なお、vWS、vPC向けのGPUアクセラレーターには、主にブレードサーバを対象とした「NVIDIA Tesla M6」、主にラックサーバを対象とした「NVIDIA Tesla M60」「NVIDIA Tesla M10」を用意しています。Tesla M6はGPU 1基で1536コア、vGPUの最大インスタンス数は「16」です。一方のTesla M60はGPU 2基で4096コア、vGPUの最大インスタンス数は「32」、同じくTesla M10はGPU 4基で2560コア、vGPUの最大インスタンス数は「64」です。このようなラインアップで、求められるVDIワークロードに応じて使い分けることができるようにしています。
誤解：「でもvGPU化は、もっと高額になるのでは？」
真実：vGPUは「ユーザー当たり600〜700円／月」で追加できる
HPE 山中 コスト面についてもう少し具体的に教えていただけますか。
NVIDIA 田上 vGPU化は、規模にもよりますが「ユーザー当たり600〜700円／月」の追加コストで済みます。ノードを追加するか、vGPUを追加するかのどちらかとするならば、大抵の場合、vGPUの方がコストメリットに優れているでしょう。
HPE 山中 この内訳は？
NVIDIA 田上 仮想マシン当たりのソフトウェアライセンスが500〜600円／月、GPUをHPEさんのハードウェアに組み込んでもらうコストが、3年償却として同じく100円／月くらい。合計で、1人当たり600〜700円／月という感じです。
ユーザー数が多ければ合計額は大きく見えるかもしれませんが、ユーザー単位で換算すると、実はスマホアプリを買うのとあまり変わらないのです。
Windows 10やMicrosoft Officeアプリケーションが、物理PCと同等か「それ以上に高速になるメリット」を提供できるようになるならば、決して大きな投資ではないと思います。
HPE 久保田 むしろ、3D CADのために施設や人を整えたり、教育のためにコンピュータ室を運営したりするコストを考えるならば安いと思いますよ。
ただ、GPUの追加という選択を取るにしても、電力や発熱の問題で追加できないケースもあることには注意してください。この点、GPUの利用を前提とし、かつ発熱にも余裕のある設計がなされているHPEサーバーでの運用をお勧めします。
HPE 山中 前編では、VDIでGPUを活用するならば「HPE Apollo System」のような、GPUの使用を前提にしたシステムが適しているという話がありました。通常のサーバではダメなのでしょうか。
HPE 久保田 要求される集約率に依存します。高い集約率を希望する場合には、「GPU搭載数の物理的制限」がボトルネックになります。2Uサイズのサーバの多くは、多くても2枚のGPUカードまでしか搭載できません。それがHPE Apollo Systemならば、2Uサイズに1ノード2枚ずつ、計4枚のGPUカードを実装できます。集約率は2倍。スペース面やコスト面も、それだけ非常に有利です。
NVIDIA 田上 それから「電力とエアフローを安定的に供給できるか」といった「安定稼働」の性能も大切です。2017年現在、サーバ向けCPUの消費電力は135W程度ですが、GPUは、例えばTesla M60では1つで300W。4つ載せるとそれだけで1200Wになるということで、サーバにはそこそこ強力な電源を要します。また発熱が多ければ、十分なエアフロー設計がされていることも重要。つまり、この要件を満たせる、信頼できるハードウェアが必要ということになります。
NVIDIAがHPEさんとタッグを組む理由はそこです。電源やファンも含めてシステムの厳格な耐久性テストを十分に行っているからこそ、vGPUでのVDI環境に適した的確な仕様のハードウェアを用意していただけるということです。
HPE 山中 ハードウェアを一から設計している点はHPEの強みです。ヒューストン（HPEの米国開発拠点の愛称）には、サーバファンだけをずっと開発し続けてきたヌシのようなエキスパートもいますから（笑）。
NVIDIA 田上 ハードウェアメーカーとして、そういう姿勢は大事だと思います。NVIDIAもGPU、GPUカードなどのハードウェア開発からソフトウェア開発までを一貫して行える点が大きな強み。だから相性が良いのでしょう。
HPE 山中 これからどう考えるかというビジネス観点でまとめると、ITコストを抑えるだけではなく、「わずかの追加投資で、より多くのメリットを引き出す」という考え方にシフトしていく必要があるでしょうね。
誤解：「vGPUは、実装が難しそう」
真実：簡単。VMwareやCitrixを構築できるベンダーならば、ドライバを組み込んで、GPUリソースの配分設定をするだけ
HPE 山中 では、vGPU環境の構築や構成管理方法はどうでしょう。難しいのではないですか？
NVIDIA 田上 いいえ、簡単ですよ。通常のVDI、例えば「VMware ESXi」「VMware Horizon」、あるいは「Citrix XenServer」「Citrix XenDesktop」の環境を構築できるベンダーさんならば、あとはNVIDIAのドライバーを組み込んで、GPUリソースを分配する設定をするだけです。
仮想マシンへのGPU利用設定も、例えばVMware環境ならば、管理ツール「vCenter Web Client」から仮想マシンの設定画面を開いて、「新規 PCIデバイス」として「NVIDIA GRID vGPU」を選択し、GPUプロファイルを設定するだけ。仮想マシン側の細かい設定は、これまでの物理PCで行う方法と同様に「NVIDIA Control Panel」からユーザー自身で行えます。
HPE 久保田 基本的には「GPUカードを搭載できるサーバ」を用意して、あとは「NVIDIAライセンスサーバを用意するだけ」ですね。あとは、ベンダーさんなりのチューニングスキルや省力化する管理スキルなどを生かしていただければいい。そのあたりは、ベンダーさんの強みが生きるところでもあります。
HPE 山中 ところで、1枚のGPUカードでどのくらいのユーザーをサポートできるのでしょうか。
NVIDIA 田上 サイジングにもよりますが、1枚のGPUカードで64ユーザーくらいさばけます。2枚実装すれば128ユーザー。もう少しリソースに余裕を持たせたいならば、1枚当たり32ユーザーくらいにしても良いでしょう。
HPE 山中 となると、1000ユーザークラスでもサーバ10台以内で済むのですか。
HPE 久保田 これまでのVDIも、1ホスト当たり仮想マシン100台分くらいで計算していたので、そこに収まる範囲です。
繰り返しになりますが、VDI環境を現状のままクライアントOSをWindows 7からWindows 10に刷新すると、グラフィック処理性能が余計に求められるようになるために、リソースが不足することになります。
だから「そこにGPUを追加する」ことで、ホストの台数はそのままに、快適なVDI環境へ刷新できるというわけです。
誤解：「管理が難しくなりはしないか？」
真実：eVDIで既に実績のある「HPE OneView」でVDI環境の効率的な統合管理が可能
HPE 山中 VDIにするとクライアントの管理体系がかなり変わります。また、既にVDI環境を構築している場合にも、vGPUによって新たなスキルが必要になるのではありませんか。
HPE 久保田 そこは、ある程度学んでいただく必要はあります。しかし、多数のサーバを管理・監視するという点で、実績あるツールが「既にある」こともポイントに挙げたいところです。
HPEならば、「HPE OneView」でVDI環境を効率的に制御していくことができます。HPE OneViewは既にeVDIで多数の実績がありますから、そのノウハウは「vPC」にも生かせます。HPE OneView Global Dashboardでは、最大640台のサーバを1台のアプライアンスでサポートします。HPE Apollo Systemはもちろん、HPE ProLiant DL、HPE Synergyサーバなどをあらゆる側面から一元管理できるようになっています。
HPE 山中 VDIに関して、HPE OneViewで便利な機能はありますか。
HPE 久保田 OneViewは、「BIOS設定」や「ファームウェア管理」をプロファイルで管理できるので、大量のサーバに同様の設定を展開する際に便利です。
誤解：「1台当たりのコストが安くならなければ、意味がない」
真実：vGPUとVDIは、今後のビジネスの在り方も大きく変える
HPE 山中 VDIが登場した頃、しばしば「仮想デスクトップ1台当たりのコストが、PCより安くなければ意味がない」と指摘されました。でもそれは「誤解」でした。VDIが普及しはじめると、それ以外のメリット──例えば「集中管理のしやすさ」や「セキュリティ体制を向上できる効果」がとても評価されるようになりました。同じようなことは、今、vGPUにもいえるのではないかと思うのですが。
NVIDIA 田上 おっしゃる通り、そこなのですよ。日本のIT部門はコスト削減への意識が高い。でも「多少予算を乗せてくれれば、こんなにも利点が増えるのに……」というケースがかなりあるのです。それが今後のビジネスの在り方まで変えることまであります。
例えば名古屋のあるデジタルコンテンツ会社様は、オフィスがへき地にあることから、人材採用がままならない課題を抱えていました。そこで、オフィスへ出社可能な地域に限って人材募集するのをやめ、幅広く、具体的には仙台と福岡で人員を採用しました。併せて、その人員にeVDI環境を支給して、名古屋オフィスへ出社しなくても働けるような体制を整えたのです。このように生産労働力を高める施策を取った結果、受注可能な案件量が倍になり、実際の売上額も大幅に伸びた効果が得られたそうです。
HPE 山中 なるほど。部署のバジェットに収まるように投資するというよりも、「投資して売上を伸ばすためのツール」としてVDIを選んだということですね。
HPE 久保田 高齢化社会に入った日本は今、毎週1万人ずつ労働人口が減っているといわれています。そんな状況ですから、ITを投資のツールとして考えて、いかに労働力を確保していくかを真剣に考えなければなりません。出社してくれる人だけを相手にしていたら、会社の経営・ビジネスの運営ができなくなる時代、実は、もう近づいてきています。
HPE 山中 えっ毎週1万人!? そんなにですか。
HPE 久保田 はい。そこで、遠隔地にいる人たちのリソースも使う。もしくは育児休暇、介護休暇している人のリソースも使う。もちろんその際には、テレワーク制度を整え、当然ですがセキュリティを担保する必要なども出てきます。この課題をカバーできるVDIは、単なるITシステムとしてだけでなく、ビジネス上の戦略としても重要になっているのです。
HPE 山中 2000年頃までのITは、コスト削減につながる非常に有効な手段という位置付けでした。しかしITが普及したそれ以降は、IT予算がコスト化してしまいました。でもITとは、人を採用することが投資であるのと同じように、本当は「投資」ですよね。ということは今後、あらためて「ITは投資である」と考え方に変えていかなければ、本当にマズイことになりそうです。
NVIDIA 田上 人材確保のテーマをもう少し広げると、学校教育の問題にもつながってきます。労働人口を増やしていくには、いかに効率よく学習させるかがカギになってくるでしょう。でも、製造設計や開発といった専門教育を施すときに、一人一人高価なワークステーションを配布するのでは、コストも時間も難しいものになる──。
そんなシーンにもvGPUによるVDIが活躍します。もし学生が、構内Wi-Fi環境などの好きな場所で、自分のPCから「CATIA」（*3）を使えたらどうでしょう。時間を効率的に使えるし、スキマ時間を利用できるので、モチベーションの維持もできるはず。もちろん理系だけでなく、CGデザイン分野などにも適用できるはずです。
*3：「CATIA」は、ダッソ−・システムズが開発するハイエンド3次元CADソフトウェア。製造業、自動車・輸送機械業、工作機械のインダストリアルデザイン、設計、シミュレーションなどに使われる
誤解：「eVDIは発展途上。まだトラブル前提で利用せざるを得ないのでは？」
真実：CATIA認定のように、ベンダー各社で信頼性を検証する取り組みが進み、安心して利用できるようになった
NVIDIA 田上 「おいしいVDI」という視点では、HPE Apollo Systemはダッソー・システムズさんのサーティフィケーションを獲得したのも大きな強みですよね。
HPE 久保田 はい。本田技術研究所様の導入事例では、「HPE Apollo 2000 System」でCATIAのハードウェア認定をいただいています。「NVIDIA Tesla M60」を使ったシステムでは2017年7月現在、世界初で唯一（*4）となるものです。
*4：Announcement of 3DEXPERIENCE support on HPE Apollo 2000 XL190r with VMware Horizon and ESXi, NVIDIA GRID and Tesla M60HPE 山中 ああ、あれは大きなインパクトがありましたね。仮想環境で利用するCATIAがいよいよ当たり前になったことを印象付けたものだったと思います。最後に、HPEとNVIDIAのこれからについてはどうですか。
NVIDIA 田上 HPEさんは、われわれのGPUについてもそうですが、新しいものをすぐさま取り入れていく姿勢がいい。その歩みは止めてほしくない。NVIDIAとしても、HPEさんの検証センターやパートナーエコシステムを活用しながら、取り組みを加速させていきたいと思っています。
特に久保田さんとは、技術検証となれば必ず顔を合わせることになりますね。また、パートナーさんについては、自動車から、製造、金融、教育機関などに強みを持つ方たちと協業し、強力なタッグで市場を広げていきたいですね。
HPE 久保田 HPEとしても、今後もたくさんGPUを積んでも安定稼働するハードウェアを開発し続けます。ちなみに近いうちに、米国でNVIDIAさんと共同で検証センターを立ち上げる予定です。NVIDIAとのベンチマークセンターを全世界規模で展開するのはHPEだけと自負しています。そうした成果を製品に反映していければと思います。
HPE 山中 VDIのメリットから、vGPU実装のポイントや課題、ビジネスとの関連性まで、vGPU技術のGRIDソリューションとHPE Apollo Systemを中心に、いろいろな話が展開されました。VDIは、ITだけでなく今後のビジネスを変革させる重要な要素の1つです。GPUやVDIに抱いていた「誤解」、その多くが解消されたのではないでしょうか。
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「GPU」で何ができるのか、何が変わるのか 皆さんは「本当に」ご存じですか？提供：日本ヒューレット・パッカード株式会社、エヌビディア合同会社
アイティメディア営業企画／制作：＠IT 編集部／掲載内容有効期限：2017年8月9日
