Nitrado erhöht die Dichte von Online-Game-Instanzen

Persistenter Intel® Optane™ DC-Speicher transformiert die Onlinegaming-Welt und steigert die Rechenzentrumseffizienz.

Nitrado gehört zu den führenden Anbietern von Gameservern und Application-Hosting-Services. Nitrado bietet seinen Geschäftskunden und Endkunden nun in Zusammenarbeit mit Intel die Vorteile von persistentem Intel® Optane™ DC Speicher. Dies ist ein wichtiger Schritt bei der Revolutionierung der Datenspeicherkapazität für Spieleentwicklung und Herausgeber von Spielen. Gleichzeitig stellt er sicher, dass die Kunden von Nitrado weiterhin niedrige und stabile Preise sowie gute Leistung genießen.

Herausforderung
Die komplexen Welten der heutigen Spiele stellen kontinuierlich wachsende Anforderungen an die Arbeitsspeicherkapazität von Online-Gameservern. Gleichzeitig bieten moderne Intel® Prozessoren außergewöhnliche Rechenkapazität. Typische Gameserverkonfigurationen erreichen ihre Arbeitsspeicherkapazität, lange bevor der Prozessor unter Druck steht. Nitrado wollte die CPU-Auslastung und Dichte der Game-Instanzen steigern, allerdings sollte die Lösung erschwinglich sein und den Kunden auch weiterhin das exzellente Gaming-Erlebnis bieten, das sie von Nitrado erwarten.

Lösung
Persistenter Intel Optane DC Speicher bietet eine flexible, leistungsstarke und kostengünstige Erweiterung des Systemspeichers. Nitrado erweiterte seine Game-Hosting-Server um persistente Intel Optane DC Speichermodule (DCPMMs), um mehr Instanzen eines Spiels auf einem Server auszuführen, ohne die Leistung des Gameservers zu beeinträchtigen.

Ergebnisse
Durch die Erweiterung um Intel Optane DC Speicher ließ sich die Anzahl der Instanzen von Minecraft*, die auf einem der Server von Nitrado laufen können, von 182 auf 500 erhöhen (siehe Abbildung 1). Gleichzeitig wurde die CPU-Auslastung von 40 Prozent auf 85 Prozent[1] gesteigert. Die Serverleistung blieb hoch. Infolge der positiven Ergebnisse bietet Nitrado seinen Kunden nun Server an, die mit persistentem Intel Optane DC Speicher ausgestattet sind.

Abbildung 1. Durch die Erhöhung der Dichte von Game-Instanzen mittels persistentem Intel® Optane™ DC Speicher kann Nitrado seinen Kunden weiterhin erschwingliche Hosting-Preise bieten.1

Arbeitsspeicherintensive Spiele verhindern effiziente CPU-Auslastung
Während die Komplexität von Online-Games zunimmt, wächst auch ihr Bedarf an die Rechen- und Arbeitsspeicherressourcen. Nitrados Erfahrungen zufolge haben jedoch einige Spiele – wie Minecraft – einen asymmetrischen Ressourcenverbrauch. Daher stößt ein Zweiprozessorserver mit 20 bis 24 Kernen pro Prozessor beim Systemspeicher schon lange vor Erreichen der CPU-Auslastung an seine Grenzen. Da das Benutzererlebnis bei Nitrado ein entscheidender Faktor des Geschäftsmodells ist, ist die Anzahl der Game-Instanzen, die auf einem Server gehostet werden können, begrenzt, während Rechenressourcen im Leerlauf sind.

Die ineffiziente Nutzung von Rechenzentrumsressourcen treibt die Gesamtbetriebskosten in die Höhe, was dazu führen könnte, dass Nitrado seinen Kunden für Game-Hosting-Services mehr berechnen muss – und das will das Unternehmen vermeiden.

Eine Verbesserung der CPU-Nutzung könnte durch den Kauf von weniger leistungsfähigen Prozessoren erzielt werden. Dieser Schritt könnte jedoch das Benutzererlebnis beeinträchtigen. Ein weiterer Ansatz wäre die Aufrüstung des Arbeitsspeichers, indem die Gameserver mit mehr DRAM-Modulen oder Modulen mit höherer Kapazität ausgestattet werden. Aber die Kosten von Arbeitsspeicher verlaufen bei DRAM im Allgemeinen nicht linear, was diesen Ansatz schnell finanziell untragbar machen würde. Darüber hinaus haben auch die größten DRAM-Module selten mehr als 256 GB. Der Server würde daher an einem bestimmten Punkt keine verfügbaren DRAM-Steckplätze mehr haben, was eine zusätzliche Speichererweiterung unmöglich macht.

Nitrado konnte eine Lösung ausfindig machen, mit der sich der Systemspeicher finanziell tragbar und signifikant erweitern ließe, ohne die Kosten in die Höhe zu treiben oder die Systemleistung zu senken und das Benutzererlebnis während des Gameplays zu beeinträchtigen.

Austausch einiger DRAMs durch neue Systemspeichertechnik mit hoher Kapazität bewahrt Leistungsvermögen
Mit persistentem Intel Optane DC Speicher, der im Memory-Modus2 eingesetzt wird, lassen sich pro CPU-Sockel bis zu 3 TB Systemspeicher hinzufügen. So kann Nitrado die Anzahl der Game-Instanzen (von denen jede in einem Container läuft) auf einem Server erhöhen – was die Containerdichte steigert und daher die Gesamtbetriebskosten senkt – und gleichzeitig gute Severleistung beibehalten. Die Gaming-Leistung wurde gemessen, indem die Auswirkungen auf eine Kennzahl, die als Tick-Rate bezeichnet wird, beobachtet wurden. In komplexen Spielen wie Minecraft laufen im Hintergrund Simulationen – und zwar viele pro Sekunde. Mit diesen Simulationen wird das vorbereitet, was als Nächstes im Spiel passiert (ein Monster könnte sich bewegen oder die Gesundheit oder das Hungergefühl des Spielers könnten aufgrund der Umstände im Spiel aktualisiert werden). Die Tick-Rate ist die Frequenz, mit der ein Server Prozesse aktualisiert. Sie wird in Hertz (Hz) gemessen. Je höher die Tick-Rate ist, desto intensiver wird dem Spieler das Gefühl vermittelt, dass ein Spiel „in Echtzeit“ abläuft. Minecraft läuft in der Regel mit 20 Ticks pro Sekunde.3 In den von Nitrado durchgeführten Tests hatte der Austausch einiger DRAMs durch Intel Optane DCPMMs keine negativen Auswirkungen auf die Tick-Rate von Minecraft und sorgte so für ein gleichbleibendes Gaming-Erlebnis beim Spieler.

Gute Aussichten auf neue Spielmöglichkeiten
Prognosen zufolge soll der Cloud-Gaming-Markt zwischen 2018 und 2023 eine jährliche Wachstumsrate von 40 Prozent4 verzeichnen und 2025 eine Marktgröße von insgesamt 8 Milliarden US-Dollar erreichen (2018 lag dieser Wert bei knapp über 1 Mrd.)4 Die Vorteile von persistentem Intel Optane DC Speicher werden Nitrado helfen, an diesem Wachstum schon heute teilzuhaben. Aber die Welleneffekte werden über Nitrado und seine Kunden hinausreichen.

In Anbetracht dessen, dass sich Online-Gaming-Server mit bis zu 6 TB an Intel Optane DCPMMs ausstatten lassen, können auch Spieleentwickler und Herausgeber von Spielen eine Schippe drauflegen. Sie wollen mehr Monster? Mehr Tsunamis? Mehr Vulkane? Mehr Action und Optionen? Wenn Systemspeicher nicht länger der beschränkende Faktor für „Echtzeit“-Vorgänge in Online-Games ist, wird sich die Gaming-Branche wandeln und mehr fantastische Welten und Abenteuer kreieren – was möglicherweise eine noch stärkere Nachfrage nach Online-Gaming-Services wie dem von Nitrado zur Folge haben wird.

„Unsere Tests zeigten, dass wir persistente Intel® Optane™ DC Speichermodule (DCPMMs) für die Erweiterung des Systemspeichers verwenden können, wodurch sich CPUs in höherem Ausmaß nutzen lassen, ohne an Leistung einzubüßen.“ – Marco Balle, CEO, Nitrado*

Innovation im Rechenzentrum gemeinsam voranbringen
Intel arbeitet unablässig an Innovationen, um Technik zu entwickeln, die nicht nur das Rechenzentrum transformiert, sondern den Computing-Ansatz selbst. In gleicher Weise engagiert sich Nitrado als zukunftsorientiertes Unternehmen dafür, seinen Kunden erstklassige Gaming-Leistung und Erlebniswelten bereitzustellen. Wenn zwei solche Unternehmen zusammenarbeiten, sind die Ergebnisse beeindruckend.

Persistenter Intel Optane DC Speicher schafft eine flexible neue Ebene in der herkömmlichen Systemspeicherarchitektur von Rechenzentren, die speziell für die Nutzung in Rechenzentren entwickelt wurde. Durch die Bereitstellung von Systemen mit persistentem Intel Optane DC Speicher im Memory-Modus kann Nitrado seine Rechenzentrumseffizienz optimieren, indem das Unternehmen mehr Game-Instanzen pro Server hostet und so die CPU-Auslastung steigert, ohne dass Spieler negative Auswirkungen auf die Gaming-Leistung bemerken.

Intel lieferte Nitrado Testserver, die mit persistentem Intel Optane DC Speicher im Memory-Modus ausgestattet sind, und Intels Techniker erarbeiteten gemeinsam mit dem Nitrado-Team die optimale Konfiguration von DRAM und DCPMM, um die höchste Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Leistung zu erzielen. Nitrado verwendet zurzeit 1,5 TB DCPMM, könnte in Zukunft aber bis zu 3 TB pro CPU-Sockel implementieren (zusätzlich zu dem im System installierten DRAM).

Bessere Effizienz im Rechenzentrum ohne Abstriche bei der Leistung
Wie in Abbildung 2 zu sehen ist, wurde durch die Erweiterung des Gaming-Servers um Intel Optane DCPMM im Memory-Modus die Anzahl der parallel laufenden Minecraft-Instanzen von 182 auf mindestens 500 erhöht, während die CPU-Auslastung von 40 Prozent auf 85 Prozent anstieg. Eine effizientere CPU-Nutzung und höhere Dichte von Game-Instanzen pro Container verringert die Rechenzentrumskosten und bietet eine Chance, den Service zu erweitern (mehr Spiele, mehr Kunden), ohne die Gaming-Leistung zu beeinträchtigen. Nitrado und Intel sind von den Möglichkeiten begeistert, die sich nicht nur für Nitrado und seine Kunden, sondern auch für die Community der Spieleentwickler ergeben. Intel wird auch weiterhin mit Nitrado daran arbeiten, die Vorteile innovativer Intel Technik an die Kunden von Nitrado weiterzugeben. Denken Sie nur an die magischen Welten, die sich nun kreieren lassen, da Systemspeicher nicht länger eine Einschränkung darstellt.

Abbildung 2. Durch die höhere Container-Dichte und CPU-Auslastung, die Nitrado* infolge der Aufrüstung seiner Gaming-Server mit persistentem Intel® Optane™ DC Speicher erzielt hat, kann das Unternehmen die Kosten niedrig halten und gleichzeitig das Leistungsniveau beibehalten.

Spotlight auf Nitrado*
Online-Gaming gewinnt zunehmend an Beliebtheit, und Nitrado* macht es Kunden leicht und erschwinglich, ihren eigenen Gameserver zu unterhalten. Kunden müssen keine Computerexperten sein, um einen Server zu mieten und ihre eigene Welt zu erschaffen, in der sie mit ihren Freunden spielen können. Die Miete eines Gameservers bei Nitrado hat viele Vorteile, da die Rechenzentren des Unternehmens weltweit strategisch so platziert sind, dass sie optimale Latenzwerte erzielen. Nitrado will das Gaming-Erlebnis optimieren. Daher bietet das Unternehmen erstklassige Server an, die vor DDoS-Attacken (Distributed Denial of Service) geschützt sind und infolge spezieller Anpassungen über 130 Games dynamisch und automatisch ausführen können.

Die Kunden von Nitrado können über eine intuitive Web-Browser-Oberfläche oder Smartphone-App Server mieten, Games starten und Spieler löschen. Sie können sogar zwischen Spielen wechseln und dabei ihre Dateien und Konfigurationen beibehalten. Die Kunden können sich ganz auf ihr Gaming-Erlebnis konzentrieren, ohne sich um administrative Aufgaben Gedanken machen zu müssen. Nitrado stellt auch Services für Xbox*- und PS4*-Konsolen bereit, vermietet dedizierte Server an Game-Studios und Herausgeber von Spielen und bietet eine verwaltete Lösung, bei der Nitrado die Instanzen managt, die auf dedizierten Systemen laufen.

Das Unternehmen wurde 2012 gegründet und betreibt Rechenzentren in Frankfurt, London, New York, Miami, Los Angeles, Sydney und Singapur. Insgesamt laufen in den Rechenzentren von Nitrado rund 40.000 Intel® CPU-Kerne.

Ergebnisse

  • Steigerung der CPU-Auslastung um 112 Prozent1
  • Steigerung der Dichte an Game-Instanzen um 175 Prozent1
  • Flexibilität für künftiges Geschäftswachstum, mit mehr Spielen und Kunden
  • Bessere Rechenzentrumseffizienz führt zu Senkung der Gesamtbetriebskosten, was dazu beiträgt, dass die Hosting-Preise auf einem niedrigen Niveau bleiben
  • Arbeitsspeicher ist für Spieleentwickler nicht länger eine begrenzte Ressource, wodurch sie noch faszinierende Welten kreieren können

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Notices and Disclaimers

Intel® technologies’ features and benefits depend on system configuration and may require enabled hardware, software or service activation. Performance varies depending on system configuration. No computer system can be absolutely secure. Check with your system manufacturer or retailer or learn more at https://www.intel.de. // Software and workloads used in performance tests may have been optimized for performance only on Intel® microprocessors. Performance tests, such as SYSmark and MobileMark, are measured using specific computer systems, components, software, operations and functions. Any change to any of those factors may cause the results to vary. You should consult other information and performance tests to assist you in fully evaluating your contemplated purchases, including the performance of that product when combined with other products. For more complete information visit https://www.intel.de/benchmarks . // Performance results are based on testing as of the date set forth in the configurations and may not reflect all publicly available security updates. See configuration disclosure for details. No product or component can be absolutely secure. // Cost reduction scenarios described are intended as examples of how a given Intel®-based product, in the specified circumstances and configurations, may affect future costs and provide cost savings. Circumstances will vary. Intel does not guarantee any costs or cost reduction. // Intel does not control or audit third-party benchmark data or the web sites referenced in this document. You should visit the referenced web site and confirm whether referenced data are accurate. // In some test cases, results have been estimated or simulated using internal Intel analysis or architecture simulation or modeling, and provided to you for informational purposes. Any differences in your system hardware, software or configuration may affect your actual performance.

Produkt- und Leistungsinformationen

1

Test von Nitrado mit Stand vom 7. Februar 2019. Vollständige DRAM-Konfiguration: Zweiprozessorsystem mit Intel® Xeon® Gold Prozessor 6148 (8 x 64 GB DDR4-2666-DRAM), gesamter installierter Speicher = 512 GB. Verfügbarer Systemspeicher = 512 GB. Anzahl Minecraft*-Instanzen: 182. CPU-Auslastung: 40 %. Konfiguration mit DRAM + nichtflüchtigem Intel® Optane™ DC-Speicher: Zweiprozessorsystem mit Intel® Xeon® Gold Prozessor 6252, 12 x 128 GB (1,5 TB) nichtflüchtiger Intel® Optane™ DC-Speicher plus 12 x 16 GB (192 GB) DDR4-2600-DRAM, gesamter installierter Speicher = 1.692 GB. Verfügbarer Systemspeicher = 1.536 GB. Anzahl Minecraft-Instanzen: 500. CPU-Auslastung: 85 %. Abschließende Ergebnisse werden ausgehend von den Testdaten von Nitrado extrapoliert.

2

Beachten Sie, dass nichtflüchtiger Intel® Optane™ Speicher in zwei Modi arbeiten kann. Im Arbeitsspeichermodus erkennen Anwendungen und das Betriebssystem einen einzigen Pool flüchtigen Speichers, nicht anders als bei rein DRAM-basierten Systemen. In diesem Betriebsmodus benötigen die Anwendungen keine spezifische Programmierung für nichtflüchtigen Speicher und die Daten werden bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr nicht gespeichert. Dies ist der Betriebsmodus, den Nitrado* nutzt. Im App Direct Mode erkennen Anwendungen und das Betriebssystem, dass zwei Arten von Speicher für direktes Laden und Ablegen in der Plattform vorhanden sind und können steuern, welche Art von Datenlese- oder -schreibvorgängen für DRAM oder nichtflüchtigen Intel® Optane™ DC-Speicher geeignet sind. Operationen, die niedrigste Latenz und keine dauerhafte Datenspeicherung benötigen, können im DRAM ausgeführt werden, bspw. Datenbank-„Scratchpads“. Daten, die nichtflüchtig sein sollen oder Strukturen, die sehr groß sind, können zum nichtflüchtigen Intel® Optane™ DC-Speicher geleitet werden.