Vorstellung: Blue Water Cluster – Aufbau einer Selfmade Renderfarm @home

In diesem Artikel möchte ich mein Blue Water Cluster (BWC) Projekt vorstellen. Als Gründer und Betreiber der Internet-Plattform Meisterkuehler.de und Mitglied in der Community war mein Plan, ein "Meisterwerk" zum Thema "PC-Wasserkühlung" aufzubauen. Nur ein PC mit Wasser zu kühlen hat mir nicht ausgereicht, ich wollte zum einen, dass alle in der Wohnung verstreuten Rechner an einem festen Ort ihr neues Hause finden und zum anderen gleichzeitig über eine mega Wasserkühlung fast lautlos gekühlt werden. Ein kommerzieller Serverschrank von IBM sollte die Grundlade für mein Projekt sein. In den vielen Jahren habe ich meinen Hardware-Zoo immer weiter ausgebaut und hochgerüstet. Ab 2016 hat damals der erste Server mit Dual-Prozessor Sockel Einzug in meinem Serverschrank gehalten. Zu den vielen anderen Single-Sockel Workstation kam zwei Jahre später ein weiteres Dual Sockel System dazu. So kam mir die Idee eine Selfmade Renderfarm @home aufzubauen. Auf den folgenden Artikelseiten möchte den die Historie und den Aufbau beschreiben. BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau und ist noch nicht final. https://www.youtube.com/watch?v=IkXC3snsYZw Viel Spaß beim Lesen wünscht das ganze Netz-Zoom-Team. Wenn Ihr Fragen zum Artikel habt, nutzt bitte unser Forum, oder schreibt eure Fragen unten in das Kommentarfeld. Der Anfang … Die Planung für das BWC Projekt hat im Meisterkühler-Forum angefangen um das Fachwissen der Experten zu nutzen. Meisterkuehler.de Pressetext-Auszug: Das Webportal Meisterkuehler.de bietet Computer-Neulingen und eingefleischten Profis eine moderne Anlaufstelle rund um die Themenbereiche PC-Hardware, Computerkühlung sowie Stromspartechniken. Als engagiertes privates Projekt ist Meisterkuehler.de bereits seit 2002 online. Die Artikel und Tests auf der Portalseite sind für alle PC-Nutzer gedacht, die bei ihren Anschaffungen ein besonderes Augenmerk auf Aspekte der guten Kühlung, geringer Lautstärke oder Sparsamkeit richten. Das kostenlose Forum der Seite dient als gemeinsame Plattform zum Informations- und Gedankenaustausch. Ein traditioneller Schwerpunkt der Meisterkühler ist das Thema PC Wasserkühlung (Wakü) unter dem MK-Motto: „Wir machen euch kalt – aber leise“. Die Kompetenzen auf dem Gebiet der Wasserkühlung erstrecken sich dabei von innovativen Eigenbauten über einfache Fertiglösungen bis hin zu individuellen Wasserkühlungen mit professionellem Wakü-Equipment. Sowohl wassergekühlte High-End PC-Boliden, passivgekühlte sparsame Büromaschinen und auch HTPCs (Heimserver) für das Wohnzimmer profitieren von einer leisen bis lautlosen Kühlung und einer professionellen Zusammenstellung der Hardware. Hier steht das Meisterkuehler-Portal mit einer umfangreichen Beratung, jahrelanger Erfahrung und Fachwissen zur Verfügung. Wie in der Einleitung geschrieben, Selfmade heißt, alle Komponenten (Mainboard, CPU, RAM, Grafikarte u.s.w ..), die für einen leistungsfähige Workstation notwendig sind, zusammenzustellen und in einem Computergehäuse zu montieren. Das Ziel Eine komplett wassergekühlte Selfmade-Renderfarm in einem riesigen Serverschrank. In meinem BWC-Projekt sind heute 5 Power-Workstations und Server im Einsatz. Der 26 Zoll Serverschrank von IBM sollte zu den Einschüben auch das QNAP-NAS sowie die Lautsprecher beherbergen. Dazu habe ich in Microsoft VISIO ein Zeichnung erstellt, die die Ansicht von der Seite, als auch von vorne zeigen soll. Die Zeichnung ist aus dem Jahr 2010 und heute schon von vielen Updates überholt. Sie zeigt aber trotzdem ganz gut, wie die Planung war. Nachdem die 19" Einschübe im Serverschrank verbaut waren, wurde alles noch mit blauen LED Lichtstreifen angeleuchtet. Was ist eine Renderfarm? Zuerst möchte ich kurz die Frage beantworten, was eine Renderfarm überhaupt ist. Dazu schreibt Wikipedia: Eine Renderfarm ist ein Computercluster, der zum Rendern von 3D-Computergrafiken und Computeranimationen genutzt wird. Üblicherweise werden handelsübliche IBM-kompatible- oder Apple-Computer unter den Betriebssystemen Linux, Mac OS X oder Windows verwendet. Selten kommen auch UNIX-Systeme wie Solaris oder FreeBSD zum Einsatz. Gegenüber einem einzelnen Supercomputer zum Berechnen der Bilder hat die Renderfarm diverse Vorteile: Wenn ein einzelner Computer ausfällt, rechnen die anderen Systeme weiter, d.h. der ausgefallene Computer kann im laufenden Betrieb ersetzt werden. Steht nicht genügend Rechenkapazität zur Verfügung, kann die Renderfarm leicht erweitert werden. Die einzelnen Computer sind günstig und problemlos erhältlich und können nach Abschluss des Projekts anderweitig genutzt werden. Die Anforderung ... BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau a) Mir war und ist es immer wichtig, einen guten Kompromiss zwischen hoher Leistung und niedrigen Energieverbrauch zu schaffen. Dieser Punkt sollte immer beim Aufbau der Renderfarm im Vordergrund stehen und die Werte der Meisterkuehler Community widerspiegeln, siehe https://www.meisterkuehler.de/mk-intern/966625-stromsparguide-stromspar/ b) ein weiterer wichtige Punkt die das Budget. Die Kosten sollten sich im Rahmen halten und gebrauchte Hardware sollte, wenn möglich immer bevorzugt werden. c) die Selfmade Renderfarm soll bei mir zuhause aufgebaut werden und es sollen keine externen Cloud-Anbieter genutzt werden. Die Planung... BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau Im Jahr 2010 fing ich mit der Planung und Aufbau des „Blue Water Cluster“ (BWC) an. Es sollte ein komplettes, 24″ Serverrack von IBM, inklusiv aller 19" Einschübe mit einem riesen Wasserkühlung-System aufgebaut werden. Im Serverschrank sollen alle PCs und Workstation bzw. Server einen finalen Platz finden und später zusammen "arbeiten". Die ersten Ideen und die Planung sind Anfang 2010 im Forum der Meisterkuehler entstanden: https://www.meisterkuehler.de/thema/wakue-projekt-2010-blue-water-cluster-im-19-zoll-ibm-netbay-schrank/ Der Vorteil des "bündeln" der vielen Rechner in einem sehr großen Schrank soll die spätere (Wasser-)Kühlung sein. Ein großer Umlauf mit vielen Absicherungen soll alle Rechner fast lautlos kühlen. Der Weg … Schon früher war ich immer von leistungsstarken Computern, PCs und Servern angetan. In den letzten Jahren habe ich versucht, mit relativ wenige „Budget“ immer wieder leistungsstarke PCs aufzubauen. Die Power-Rechner sollte später im 3D-Bereich, Gaming und für das MK Boinc Projekt eingesetzt werden. BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau Die Umsetzung … In meinem 24″ Rack standen mir 5 große Einschübe zur Verfügung, in denen ich 5 leistungsstarke Workstation & Server aufbauen konnte. Nach der Planungsphase war das Konzept für einen Selfmade Renderfarm fertiggestellt: https://www.meisterkuehler.de/thema/blue-water-cluster-im-19-zoll-schrank-mit-26he-teil-2/ Im laufe der Jahre wurden die Workstation- und Server-Hardware immer wieder aktualisiert und weiter ausgebaut. Die einzelnen Projektphasen haben unterschiedliche Namen und Ausbaustufen. Meine aktuellen Systeme möchte ich auf den nächsten Seiten kurz vorstellen. Als Racks kommen die Chenbro RM41300-USB3 19" Serverrack http://www.chenbro.com/en-global/products/RackmountChassis/4U_Chassis/RM41300 zum Einsatz. Merkmale und Vorteile RM41300 8-Slot-Upgrade zur Unterstützung von CRPS und 2 GPU* Wirklich isoliertes Anti-Vibrations-Design auf internen HDD- und Laufwerkskäfigen Optionaler zweiter 3 x 5,25-Zoll-Laufwerkskäfig für maximale Konfigurationsflexibilität Spezieller 80-mm-Lüfter für die Festplattenkühlung Kartenhalterung zur Aufnahme von Erweiterungskarten mit niedrigem Profil und voller Bauhöhe (RM41300) Unterstützt eigenständige Installation über ein optionales Kit (RM41300) Unterstützt 1-türige oder 2-türige Frontblendenkonfiguration (RM41300) * Wenn Sie bei einer Heckscheibe mit 8 Steckplätzen eine GPU-Karte mit einer TDP von bis zu 320 W installieren möchten, lassen Sie bitte einen Abstand zwischen den einzelnen Karten, um eine bessere Wärmeleistung zu erzielen. MB-Formfaktor EATX (12" x 13") Abmessungen (T x B x H) Mit Frontblende: 563,7 x 430,0 x 176,0 (mm) Ohne Frontblende: 543,7 x 430,0 x 176,0 (mm) Laufwerkschacht Extern 5,25 Zoll: 3 Extern 3,5 Zoll: 1 Intern 3,5 Zoll: 4 Slim ODD: 1 Speicher-Backplane N / A Netzteil-Formfaktor -PS/2 Single -1+1 CRPS Redundant (*Option: 1200W 1+1 2HE CRPS-Modul mit Netzteilhalterung) Indikator 1 x Energiestatus 2 x LAN-Aktivität 1 x Festplattenstatus Frontsteuerung 1 x Ein-/Ausschalten 1 x System-Reset 2 x USB2.0/USB3.0 (Option) Lüfter Vorderseite: 1 x 120 mm (120 x 25 mm), PWM Rückseite: 2 x 80 mm (Option) Systemsicherheit Einbruchschalter (Option) Tastensperre an der Frontplatte Öffnung des Erweiterungssteckplatzes 7 x volle Höhe und volle Länge (*RM41300) 8 x volle Höhe und volle Länge (*RM41300G) Reingewicht 12,5 kg Bruttogewicht 15,5 kg Kubische Füße 4.03 Containerbeladung (Einzelverpackung) 20': 245, 40': 524, 40' H: 592 (Einzelverpackung) FANTEC TCG-4860X07-1 https://www.fantec.de/produkte/serverprodukte/19-server-storagegehaeuse/produkt/details/artikel/3214_fantec_tcg_4860x07_1/ Unterstützung für große Mainboards Die große Einbautiefe von 688mm ermöglicht die Installation von Mainboards bis zum E-ATX/ SSI EEB Formfaktor. Standardmäßig sind alle Gehäuse dieser Einbautiefe mit 3 Zusatzlüftern in der Mittelwand ausgestattet. 4HE 688mm ohne Netzteil 19" Servergehäuse für den Einbau in 19" Industrieschränke. Robuste Konstruktion und hochwertige Verarbeitung. Erweiterbar mit Teleskopschienen, Wechselrahmen, Zusätzlüfter oder Lüfterüberwachung. EIN/AUS Schalter, System & Alarm Reset LEDs für EIN/AUS Schalter, und Festplattenzugriff 2x USB 2.0 Front USB-Anschluss Kurzbeschreibung 4U IPC Mainboard-Typ: 12" x 13" Laufwerkseinschübe 5.25": 6x extern Laufwerkseinschübe 3.5": 2x extern, 2x intern Besonderheiten Luftfilter: austauschbar und waschbar Frontüren: abschließbar Einbautiefe für 5.25" Geräte: max. 240 mm inkl. Kabel Typ & Formfaktor Gehäusetyp 19 Zoll Servergehäuse Bauhöhe 4 HE Einbautiefe 688mm Mainboard Typen M-ATX, ATX, E-ATX, SSI CEB, SSI EEB Laufwerkseinschübe 5,25" Einschübe 6 Einschübe 3,5" Einschübe 4 Einschübe Lüfter Lüftertyp 3x 120mm in der Mittelwand, 1x 80mm an der Rückwand Slots Anzahl PCI-Steckplätze 7x PCI-Steckplätze Anschlüsse Datenschnittstellen USB 2.0 Host Gehäuse Material/Farbe Gehäuse 1.2mm SECC Zink beschichteter Stahl, schwarz Vorderseite Aluminium eloxiert, schwarz Griffe Aluminium eloxiert, schwarz Ausstattung Front USB, Abschließbare Türen, Lüfterüberwachung optional Mitgeliefertes Zubehör USB Kabel mit Belegungsplan Schrauben Kabelbinder Schlüssel Optionales Zubehör: Wechselrahmen Backplane Systeme Logistische Daten Artikelname TCG-4860X07-1 Artikelnummer 3214 EAN 4250273432145 Herstellergarantie 24 Monate eingeschränkte Hardwaregarantie Abmessungen Produkt (B x T x H) 482,6 x 688 x 176,8 mm Gewicht Produkt 15 kg Projektphase "ODIN" Im Jahr 2010 kaufte ich mir mein erstes Dual Sockel Board. Dies war mein erstes Server- und Workstation-Mainboard in meiner Selfmade Renderfarm. BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau Das Mainboard Z8NA-D6 von ASUS ist für viele Gamer sehr interessant, da CPUs wie z.B. der Intel Xeon X5660, trotz seines Erscheinungsjahres 2010, auf DUAL Basis mit einen i7 der 8. Generation bestens mithalten kann. Workstation ASUS Z8NA-D6 Intel 5500 Dual Xeon S1366 ATX und stellte die Kühlung von Wasser- auf Luftkühlung um. Der Grund war die niedrige Verlustleistung von nur 85 Watt bei Volllast. Hardware-Übersicht Projektphase "ZEUS" Das "Zeus-Projekt" war meine erste Workstation, mit 2x 20 Kerne und hatte darmals richtig viel CPU Power, bei vergleichsweise geringen Energieverbrauch. Mit 64GB RAm konnte ich eine virtuelle Testumgebung mit 3 Server (8GB RAM) und und Windows Clients (4GB RAM) starten. Hardware-Übersicht Projektphase "TITAN" Update: 10.02.2022 Das absolute CPU-Biest ist mein Titan-Projekt" mit zwei XEON Gold Prozessoren. Viel mehr Leistung gibt es noch nur noch mit einem 4 Sockel-System. Die einzelnen Komponenten stelle ich in den jeweiligen "Tabs" kurz vor. Hardware-Übersicht Projektphase "THOR" Update: 20.03.2022 Das Thor-Projekt ist mein neustes System und wird als Remote-Steuerconsole für die Server und als Office Maschine genutzt. Hardware-Übersicht Heute … Heute (2022) stehen insgesamt mir insgesamt 110 Intel Cores zur Verfügung, die sich auf 5 Systeme verteilen und die ich zeitweise für wissenschaftliche Aufgaben (Stichwort Meisterkuehler-BOINC-Team) zur Verfügung stelle. Wichtig war mir beim Aufbau der Renderfarm, dass alle Server & Workstation ein gutes Energieverbrauch- / Leistung-Verhältnis haben und im „normal“ Betrieb möglichst wenig Strom verbrauchen. Danksagung An dieser Stelle geht ein ganz besonderer Dank an die Experten vom Meisterkühler die uns diesen Erfahrungsbericht zur Verfügung gestellt haben. Ausblick Was ist als nächstes geplant? BAUSTELLE: Dieser Artikel befindet sich im Aufbau und ist noch nicht final. Wir suchen dich! Wer ein ähnliches Projekt starten möchte, oder schon fertig gestellt hat, kann sich gerne zum Erfahrungsaustausch bei uns melden. Oder Du hast Interesse an Produkttest und möchtest uns helfen bzw. unterstützen? Oder Du hast schon viele Dinge ausprobiert, aber dir fehlt die Unterstützung, wie man einen Artikel aufbaut, schreibt und so veröffentlicht, dass google ihn findet? Du suchst eine Plattform, die deine Tests oder Homepage-Artikel verlinkt? Wir sind immer auf der Suche nach Gastautoren, Redakteure, News-Poster und Leuten, die unkompliziert ihr Hobby beschreiben und Erfahrungen mit anderen teilen möchten. Oder schau dir unsere Jobangebote mal an, vielleicht ist ja etwas für dich dabei :) Falls Du Interesse hast unser Team zu unterstützen, dann nutze bitte unser Kontakt-Formular. Jetzt bist du an der Reihe! Hat dir mein Artikel gefallen? Du hast noch Fragen oder Anregungen? Wir freuen uns auf deine Meinung! Schreib Dein Feedback in das Kommentarfeld am Ende des Artikels, oder nutze bitte unser Forum. Eine Anmeldung ist auch über Facebook jetzt möglich. Das Netz-Zoom-Team steht euch für Fragen, Anregungen oder auch Kritik zu unserem Testberichten und Artikeln gerne zur Verfügung. Unser Diskussionsforum ist für jeden offen, eine Anmeldung ist kostenlos. Wir alle wissen, dass “Netz” lebt von interessanten Blog-Beiträgen, deshalb teile bitte unseren Artikel mit deinen Freunden und Bekannten :) Werbebanner, Textanzeigen und Affiliate-Links Netz-Zoom.de zeigt dir, welche Megatrends und Lifestyle-Produkte morgen angesagt sind! Unsere Plattform bietet eine Informations- und Inspirationsquelle für alle, die Spaß an Technik, Elektronik und sowie witzigen Gadgets aus Fernost haben. Wir wollen ein aufgeschlossenes Publikum ansprechen, das sozial gut vernetzt ist und gerne über “innovative” Produkte und Trends diskutiert. 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