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NVIDIA Click to Photon erweitert VDI-Benchmarks um clientseitige Messwerte

VDI-Benchmarks werden meist auf der Serverseite durchgeführt. Wie aufschlussreich clientseitige Benchmarks sein können, zeigt NVIDIAs Click to Photon.

VDI-Benchmarks (Virtual Desktop Infrastructure) werden typischerweise durchgeführt, um bei der Desktop- und App-Virtualisierung die ideale Nutzeranzahl pro VDI-Host zu ermitteln. Um also möglichst viele virtuelle Desktops (sprich: Nutzer) auf einem Host unterzubringen, werden über Benchmarks so lange theoretische Workloads simuliert, bis die maximale Latenz gefunden ist, bei der die Nutzererfahrung noch im Rahmen des Akzeptablen liegt.

Aber wäre es nicht ein wesentlich interessanterer Anwendungsfall, über VDI-Benchmarks die Performance von VDI-Produkten wie Citrix XenDesktop/XenApp und VMware Horizon vergleichen zu können? Wer hätte nicht gerne schon vor dem Deployment seiner VDI-Infrastruktur die Möglichkeit, die zu erwartende Performance vergleichen zu können?

Nun gibt es zwar etliche Vergleiche zwischen Citrix- und VMware-Lösungen zur Desktop-Virtualisierung, in aller Regel beschränken sich diese aber auf Funktionsumfang und Management-Möglichkeiten. Wer sich aber zum Beispiel für den Performance-Unterschied zwischen den Remote-Protokollen PCoIP (VMware) und HDX (Citrix) interessiert, der müsste in seiner eigenen Infrastruktur entsprechende Testumgebungen aufbauen und eigene Messungen vornehmen.

Fragt man Anbieter populärer VDI-Benchmarks nach Performance-Unterschieden zwischen den Anbietern, dann wird meist ausweichend mit Verweis auf das Funktionsprinzip der Desktop-Virtualisierung geantwortet: Da ja die gesamte Berechnung im Rechenzentrum stattfinde, sei für die Latenz letztlich nur das Netzwerk ausschlaggebend. Ein Vergleich zwischen zwei VDI-Produkten sei somit nicht durchführbar, weil die Latenz im Netzwerk durch serverseitige Benchmarks nicht messbar sei und sich die Software-Stacks zudem nicht hinreichend ähnlich genug aufbauen ließen.

Letztendlich, so der Tenor der Benchmark-Anbieter, seien gängige VDI-Benchmarks aber sowieso nicht dafür gedacht, Leistung und Latenz zwischen zwei VDI-Lösungen zu vergleichen, sondern lediglich zur Ermittlung der idealen Nutzeranzahl. Der Unwille der Benchmark-Anbieter dürfte aber vor allem auch auf politische Gründe zurückzuführen sein – wer will schon seine Partner vor den Kopf stoßen, indem man ihnen eine vergleichsweise schlechte Performance attestiert?

Es fehlt an clientseitigen VDI-Benchmarks

Nun fanden Anfang März 2016 im kalifornischen Santa Clara die ersten NVIDIA GRID Days statt, eine zukünftig von NVIDIA regelmäßig angedachte Veranstaltung zur Stärkung der NVIDIA-GRID-Community. Im Zuge der NVIDIA GRID Days wurde auch ein internes NVIDIA-Projekt namens Click to Photon vorgestellt, das durch seine überraschende Einfachheit besticht und durchaus das Potenzial hat, entsprechende Performance- und Latenz-Werte für einen objektiven Produktvergleich zu liefern.

Die meisten VDI-Benchmarks messen die Leistung der Infrastruktur auf dem Server, indem ein möglichst realistisches Nutzerverhalten auf den Clients simuliert wird. Auf den ersten Blick erscheint der Grund hierfür auch einleuchtend: Die Nutzereingabe erfolgt zwar auf dem Client-Bildschirm, der Mausklick wird aber auf dem Client lediglich wahrgenommen und an den Server übermittelt. Die eigentliche Rechenarbeit wird also auf dem Server ausgeführt und das Ergebnis wieder zurück an den Client gestreamt.

Der bloße Mausklick auf dem Client ließe sich also auch auf dem Server simulieren, das Streamen der Daten über das Netzwerk ausblenden und somit die reine Performance der VDI-Lösung ermitteln. Immerhin, so ja das Argument der Benchmark-Anbieter, sei schließlich das Netzwerk ein unwägbarer Faktor, der Benchmarks letztlich nicht vergleichbar mache. Ein klares Plädoyer also für serverseitige Benchmarks.

Gerade aus Nutzerperspektive wäre aber ein clientseitiger VDI-Benchmark mindestens ebenso interessant, weil die Nutzererfahrung so nicht nur simuliert, sondern tatsächlich real gemessen würde. Ein clientseitiger Benchmark würde also die oben genannten Probleme serverseitiger Benchmarks lösen, weil die Performance da gemessen wird, wo Nutzer sie wahrnehmen: Direkt am Client. Genau das ermöglicht Click to Photon.   

Latenz- und Performance-Messung per Click to Photon

Click to Photon ist kein offizielles Produkt von NVIDIA, sondern ein noch sehr junges internes Projekt der GRID-Produktgruppe, das auf Latenztests aus dem GeForce-Team zurückgeht. Gerade im Highend-Spielebereich, so NVIDIA, messe man schon seit längerem auf diese Weise die Performance der verschiedenen Grafiksysteme.

Der Messaufbau ist denkbar einfach und liefert doch die wohl objektivsten clientseitigen Messwerte im VDI-Bereich. Im Zentrum der Messung steht ein handelsübliches Oszilloskop, mit dem über einen Lichtsensor der Bildwechsel von Schwarz zu Weiß registriert wird. Durchgeführt wird der Bildwechsel ganz einfach mit PowerPoint, Paint oder ähnlichen Programmen, die aber natürlich auf einem virtuellen Desktop ausgeführt werden.

Die hierzu genutzte Maus ist ebenfalls an das Oszilloskop angeschlossen und ermöglicht so die genaue Registrierung des Klicks. Anschließend wird über den Bildsensor die Latenz des Bildwechsels in Millisekunden gemessen.

Abbildung 1: Click-to-Photon-Messung mit Laptop, Lichtsensor, Oszilloskop und Maus.

Das Ergebnis ist ein Messwert, der die Antwortzeit zwischen dem Klick auf dem Client, der Verarbeitung samt Bildwechsel auf dem VDI-Host und letztlich die Auslieferung der Daten zurück an den Client misst. Statt sich auf die Rechenarbeit auf der Serverseite zu beschränken, kann so also mit wissenschaftlicher Genauigkeit und wiederholbar die Performance auf Clientseite gemessen werden.

Abbildung 2: Messergebnisse von Click to Photon auf dem Oszilloskop.

NVIDIA selbst hat Click to Photon nach eigenen Aussagen vor allem zur Messung von VMwares neuem Remote-Protokoll Blast Extreme im Vergleich zu PCoIP genutzt. Auf Nachfrage bestätigte aber Luke Wignall, Director GRID Performance Engineering bei NVIDIA, dass man mit Click to Photon durchaus auch Performance-Vergleiche zwischen verschiedenen „großen Anbietern im VDI-Bereich“ durchführen könne und NVIDIA auch entsprechende Ergebnisse vorliegen würden. Öffentlich Teilen können NVIDIA diese zwar nicht, aber der Messaufbau sei so einfach, so Luke Wignall weiter, dass man bei NVIDIA durchaus mit Messergebnissen anderer Teilnehmer der NVIDIA GRID Days rechne.

Das leisten clientseitige VDI-Benchmarks

Betrachtet man die von NVIDIA bereitgestellten Performance-Werte von Blast Extreme gegenüber PCoIP, dann fällt natürlich die wesentlich schnellere Übertragungsgeschwindigkeit von VMwares neuem Remote-Protokoll auf. Vor allem wenn die Rechenarbeit für die Dekodierung und Enkodierung der Daten auf NVIDIA GRID GPUs ausgelagert wird, kann Blast Extreme laut der NVIDIA-Messwerte seine Stärken voll ausspielen.

Performance-Vergleich zwischen PCoIP und Blast Extreme mit Click to Photon.

Neben der GPU-Virtualisierung für grafikintensive Applikationen ergibt sich für NVIDIA so ein weiterer Grund für den Einsatz von GRID-Karten, da durch die bessere Performance und Nutzererfahrung theoretisch mehr virtuelle Desktops oder Applikationen auf einem Host ausgeführt werden können.

Aber wäre es nicht auch spannend, mit Click to Photon zum Beispiel einen Performance-Vergleich zwischen XenDesktop auf vSphere und XenDesktop auf XenServer durchzuführen? Natürlich hängt die Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Produkt nicht nur von der reinen Performance ab, sondern zum Beispiel auch von den Hardware-, Software- und Lizenzkosten oder der bereits bestehenden Infrastruktur. Und trotzdem würden sicherlich viele IT-Abteilungen auch vergleichbare Performance-Werte nur zu gern in ihre Kaufentscheidung mit einfließen lassen.

Erste Messwerte sollen laut Luke Wignall bereits an VDI-Anbieter übermittelt und mit großem Interesse aufgenommen worden sein. Man kann gespannt sein, ob und wann von Dritten entsprechende Werte veröffentlicht werden. Letztendlich würde das gesamte VDI-Ökosystem davon profitieren.

Hinweis: Die Teilnahme an den NVIDIA GRID Days 2016 erfolgte auf Einladung von NVIDIA, die Kosten für Flug und Übernachtung wurden von NVIDIA übernommen.

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Artikel wurde zuletzt im März 2016 aktualisiert

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