Große Kaliber
Profi-PCs mit Intel Xeon W
Workstations sind die großen Schwestern der Büro-PCs und müssen immer dann ran, wenn die Power der Kleinen nicht reicht. Doch nicht nur die potente Hardware, auch Erweiterbarkeit und ein rundes Service-Paket machen eine gute Workstation aus. Single-Socket-Modelle von Dell, Fujitsu, HP und Lenovo mit je einem Xeon-W-Prozessor mussten zeigen, wie die Hersteller das Thema interpretieren.
Was eine Workstation eigentlich ausmacht, ist nirgendwo festgeschrieben. Dennoch darf als Konsens gelten, dass sie für rechenintensive Aufgaben jenseits des Büroalltags gedacht sind, etwa für Videoschnitt, Rendering, CAD, Softwareentwicklung oder wissenschaftliche Berechnungen.
Die nötige Rechenkraft schöpfen Sie aus Mehrkern-CPUs, die auf viel Arbeitsspeicher zugreifen. Auf Konstruktionsaufgaben lassen sie ihre Profi-Grafikkarte los und speichern die Ergebnisse je nach Einsatzgebiet auf schnellen NVMe-SSDs oder großen Datenhalden, die sich einfach und werkzeuglos erweitern lassen. Über Steckkarten oder Modul-Einschübe schneidet man das System auf bestimmte Aufgaben zu. Zur Auswahl stehen etwa Schnittstellen für die Gehäusefront, RAID-Hostadapter oder Netzwerkkarten. Und geht der Rechner mal kaputt, springt der Service viel schneller ein als beim heimischen PC – je nach gebuchtem Service-Paket schon innerhalb weniger Stunden.
Vier Single-Socket-Workstations stellten sich im Labor ein, allerdings in sehr unterschiedlicher Konfiguration vom günstigen Vierkerner über einen Achtkerner mit Intels VROC-RAID bis hin zum 10-Kern-Arbeitstier. Mit dabei sind der Dell Precision 5820 Tower, die Celsius M770 von Fujitsu, die Z4 G4 von HP und die Lenovo ThinkStation P520. Die Preise der getesteten Konfigurationen reichen von 2000 bis 5600 Euro – je nach Ausstattung schwanken sie stark.
Weil Käufer das Modell der Wahl ohnehin auf ihre persönlichen Anforderungen zuschneiden, spielte die System-Performance bei unseren Tests nur eine untergeordnete Rolle. Vielmehr betrachteten wir die vier Geräte als Stellvertreter ihrer Produktfamilie, um an ihnen unter anderem Erweiterbarkeit, Kühlleistung und Lautstärke abzuschätzen – und zu schauen, welche Ideen noch eingeflossen sind.
Xeon-Country
So beeindruckend AMD mit der Zen-Architektur reüssiert hat – für Workstations hat man in Sunnyvale nichts im Portfolio. Threadripper fehlt offiziell die Fähigkeit, ECC-RAM zu nutzen, um so die häufigsten Bitfehler zu erkennen und zu beheben. Epyc ist hingegen für teurere Plattformen gedacht und damit preislich uninteressant. Deshalb setzen die Hersteller auf Intels aktuellen Workstation-Prozessor Xeon W. Er basiert auf der Skylake-Architektur und enthält je nach Modell 4 bis 18 CPU-Kerne.
Weiterer Vorteil ist die Fähigkeit, mit ECC-RAM umzugehen. Mindestens 16 GByte DDR4-2666-RAM haben alle Testgeräte an Bord. Theoretisch verwaltet der Xeon W maximal 512 GByte; die Workstation-Hersteller ziehen aber derzeit bei 256 GByte den Schlussstrich.
Schon ab der kleinsten Quad-Core-Version zeigt sich Intels Workstation-Prozessor mit 48 PCIe-3.0-Lanes sehr anschlussfreudig. Auf den Mainboards versorgt die CPU damit zwei PEG-Slots mit je 16 Lanes, ein oder zwei weitere PCIe-Steckplätze sowie zwei M.2-Anschlüsse für schnelle NVMe-SSDs. Zusätzliche PCIe-Lanes steuert der Chipsatz bei, die meist an weitere Steckplätze führen. Wer noch auf alte Hardware angewiesen ist, hat bei Dell und Lenovo gute Karten: Der Precision-Tower und die ThinkStation haben noch je einen PCI-Steckplatz.
Achtung: HP bietet seine Z4 G4 auch mit der eng verwandten X299-Plattform für High-End-Desktop-Systeme (HEDT) und deren Prozessorfamilien Core i7 und Core i9 an. Diese bringen je nach Modell nur 28 (i7) oder 44 (i9) PCIe-Lanes mit. Zudem steuern sie höchstens 128 GByte an, und zwar ohne ECC-Fehlerkorrektur. Selbst Sparfüchse sollten sich eine solche Konfiguration also gut überlegen.
Peripherie findet wie üblich via USB Anschluss. Die Workstations von Dell, Fujitsu und HP tragen an ihrer Stirnseite je zwei USB-Typ-A-Ports sowie zwei Typ-C-Buchsen, die bei HP und Fujitsu Daten mit 10 GBit/s über die Leitung feuern (SuperSpeedPlus alias USB 3.1 Gen 2). Lenovo baut stattdessen vier konventionelle USB-3.0-Buchsen ein. Die SD-Card-Leser in der Front schrieben und lasen mit 240 bis 260 MByte/s per UHS-II. Bei Lenovo war der Leser nur per USB 2.0 angebunden; gegen Aufpreis gibt es auch hier UHS-II.
An der Rückseite harren sechs weitere USB-Buchsen ihrer Nutzung, aus Kompatibilitätsgründen teils noch mit USB 2.0. Gigabit-Ethernet-Anschlüsse gehören zur Standardausstattung, HP gibt der Z4 G4 gleich zwei davon mit. Am Büro-PC inzwischen ausgestorben, lebt die serielle Schnittstelle (RS-232) an der Workstation weiter – zumindest bei Dell und Lenovo. HP bringt immerhin einen entsprechenden Pfostenstecker auf dem Mainboard unter.
Mit Virtual RAID on CPU (VROC) haben die Xeon-Workstations eine weitere Besonderheit an Bord, die Desktop-Maschinen mit Ausnahme der X299-Plattform vorenthalten bleibt. Sie können mehrere schnelle NVMe-SSDs zu einem virtuellen RAID zusammenfassen, das an den PCIe-Lanes des Prozessors hängt. Voraussetzung dazu sind ein Hardware-Dongle, das aufs Mainboard gesteckt wird, und die darin inbegriffene Lizenz. Letztere gibt es in der Standard- und der Premium-Version. Beide beherrschen die RAID-Level 0, 1 und 10, Premium zusätzlich RAID 5. Zwar bieten alle Hersteller VROC gegen Aufpreis an, aber nur Lenovo stattete die getestete ThinkStation damit aus.
Profi-Grafik für Grafikprofis
Soll die Workstation CAD-Projekte bearbeiten, muss eine Profi-Grafikkarte her. Die Produktfamilie heißt bei AMD Radeon Pro und bei Nvidia Quadro, sie nutzen prinzipiell die gleichen Chips wie ihre Desktop-Pendants. Der Unterschied liegt vielmehr beim Support und im Treiber, den die GPU-Hersteller nicht für Spiele optimieren, sondern für bestimmte Anwendungen validieren lassen. Dazu gehören etwa Solidworks, AutoCAD und CATIA.
Die Testgeräte trafen jeweils mit einer Nvidia Quadro P4000 mit 8 GByte Videospeicher ein. Es handelt sich um die Profi-Variante des GP104-Chips aus der Pascal-Generation, der auch die GeForce GTX 1070 antreibt; die Profi-Version besitzt aber nur 1792 CUDA-Cores anstelle der 1920 beim Gaming-Pendant. Außerdem ist das Kühlsystem einfacher gehalten, sodass die Quadro P4000 nur einen Steckplatz belegt. Die schlanke Bauform ist heutzutage selbst bei weit schwächeren Modellen eine Seltenheit.
Zur Wahl stehen bei allen Herstellern auch andere Quadro-Modelle bis hin zu den Flaggschiffen P5000 und P6000 mit mehr Rechenpower und mehr Speicher. Einige führen auch die Compute-Monster GP100 und GV100 mit 16 respektive 32 GByte Speicher im Portfolio. Alternativ stehen die entsprechenden Konkurrenzmodelle aus AMDs Radeon-Pro-Familie bis zum Flaggschiff WX 9100 mit ECC-RAM zur Auswahl.
Admins Darling
Für Administratoren halten die Workstations mehrere Goodies bereit, etwa Intels Fernwartungstechnik AMT (Active Management Technology). Die macht die Administration zwar bequemer, basiert aber auf der Intel Management Engine, die jüngst durch Sicherheitslücken aufgefallen ist [1]. Für Sicherheit soll zusätzlich zum TPM die Möglichkeit sorgen, Anschlüsse zu sperren, den Start von bestimmten Medien oder Schnittstellen aus zu blockieren und BIOS-Updates zu unterbinden. Ein Sensor schlägt bei Dell Alarm, wenn das Gehäuse geöffnet wird und schaltet den Rechner aus, wenn der Deckel nicht innerhalb von drei Sekunden wieder geschlossen wird. Die Lenovo-Workstation warnt hingegen nur beim nächsten Systemstart, dass sich jemand am Innenleben zu schaffen gemacht hat.
Im BIOS-Setup entdeckten wir hier und da ein paar Merkwürdigkeiten. So war bei Dell, Fujitsu und Lenovo die Trusted Execution Technology deaktiviert. Wie uns Fujitsu erklärte, würde aktives TXT die Möglichkeit beschränken, Systeme per SCCM zu aktualisieren, also etwa ein BIOS-Update einzuspielen. HP und Lenovo schalteten die Virtualisierungstechnik VT-d ab – wer vorhat, eine virtuelle Maschine zu nutzen, sollte also zuvor die Einstellungen prüfen. Bei der ThinkStation war zudem der „Case Open Sensor“ im BIOS-Setup deaktiviert. Die gute Nachricht: Alle Hersteller hatten ihre Workstations bereits mit Microcode-Updates gegen die Spectre- und Meltdown-Schwachstellen versorgt.
Montage per Schnapp und Klack
Neue Komponenten einzubauen gelingt bei allen Testgeräten bequem und einfach ohne Werkzeug. Meist muss man nur einen Hebel oder eine Lasche umlegen, dann kommt man an einen Einschub, den Steckplatz oder das Modul heran. Die übliche Schraubarbeit entfällt selbst bei den Erweiterungskarten, die von einer Plastikschiene gehalten werden. Die klappt man bei Bedarf zur Seite, schiebt die neue Karte an ihren Platz und drückt die Schiene wieder in die Arretierung – klack, sitzt.
Die 3,5"-Festplatten stecken in Einschüben, die bei Dell und Fujitsu von vorn erreichbar sind. Dell bringt auch die SSD in einem solchen Einschub unter, der auf Druck hervorspringt. Weil solche frontseitigen Wechselrahmen ebenso zum Diebstahl einladen wie die einfach zu öffnende Seitentüre, lassen sich beide verriegeln. Bei Dell sichert man die Tür mit einem Kensington- oder Bügelschloss, Fujitsu und HP offerieren gegen Aufpreis zusätzlich einen Schließzylinder, der in der Front respektive direkt im Türgriff integriert ist. Bei Lenovo ist diese optionale Türsicherung die einzige Schließoption. Nur wer ins derart gesicherte Innere gelangt, kann die Laufwerke entsichern und abziehen. Praktischerweise besitzen alle Gehäuse Tragegriffe, sodass sie sich leicht an den Einsatzort bewegen lassen – wobei „leicht“ hier mit bis zu 19 Kilo Einsatzgewicht auch nicht ganz das richtige Wort ist.
Service, bitte
Die Hersteller schnüren für ihre Business-Kunden besondere Care-Pakete. In der Basisversion umfassen sie eine dreijährige Garantie, die bei Fujitsu nur einen Bring-in-Service beinhaltet. Nur wenn man eines der erweiterten Garantiepakete ab 180 Euro bucht, schicken die Japaner einen Techniker vorbei, dann aber innerhalb von vier Stunden.
Vor-Ort-Service ist bei Dell, HP und Lenovo schon im Preis enthalten. Von diesem Trio offeriert nur Dell den Technikerbesuch innerhalb von vier Stunden, der Aufpreis beträgt mindestens 340 Euro. Lenovo und Fujitsu bieten eine Garantieerweiterung über die Landesgrenzen hinaus, Dell auch eine Versicherung gegen Unfallschäden. Maximal verlängern die Hersteller ihre Garantieleistungen auf fünf Jahre, HP nur bis auf vier. Je nach Service-Umfang kostet das zwischen 240 und 375 Euro. Sie lassen sich noch mit weiteren Angeboten kombinieren, etwa dass die Festplatte beim Unternehmen bleibt, wenn die Workstation ausgetauscht wird.
So sinnvoll viele der Optionen für Unternehmen sind, die zahlreiche Rechner ordern – einige muten wie Geldschneiderei an. So verlangt Dell gut 6 Euro dafür, die BIOS-Einstellung „Chassis Intrusion Silent“ zu aktivieren oder „AC Power Recovery“ auf „Enabled“, „Disabled“ oder „Last“ zu stellen. Immerhin werden die eingestellten Optionen dabei als BIOS-Defaults hinterlegt.
Kühlung und Lautstärke
Weil bis auf den Einstiegs-Quad W-2125 alle weiteren Xeon-Familienmitglieder eine TDP von 140 Watt haben, ist der Kühler im Basismodell einer Workstation-Serie oft mit dem im Spitzenmodell identisch. Bei Fujitsu, HP und Dell liegt der unter einer Hutze, die den Luftstrom bündelt. Dell und Fujitsu führen das kühlende Lüftchen so auch über die RAM-Module, HP spendiert ihnen sogar eigene kleine Luftquirle. Immerhin strahlen selbst die DRAM-Chips bei Volllast nicht wenig Wärme ab – sind alle acht Speicherbänke bestückt, kommt einiges zusammen. Nur Lenovo vertraut allein darauf, dass Front- und Hecklüfter für ausreichenden Durchzug sorgen.
Das Ergebnis dieses Ansatzes in Verbindung mit der eingesetzten Hardware: Die ThinkStation ist durchweg lauter als die Konkurrenten. Schon im Leerlauf mit 1,6 Sone sehr präsent, lärmt sie unter kombinierter CPU- und GPU-Volllast mit 3,4 Sone. Da hilft es auch nichts, dass die Workstation in der Regel unter dem Tisch steht.
Dell, Fujitsu und HP machen es im Leerlauf besser und bleiben mit unter 1 Sone unauffällig. Unter hoher Last gehen aber auch sie deutlich hörbar an die Arbeit. Dass man Rechenleistung von diesem Kaliber auch mit geringem Aufwand leiser gekühlt bekommt, zeigt der c’t-Bauvorschlag mit AMDs Threadripper-Prozessor [2].
Performance
Neben dem Cinebench, dem Grafik-Benchmark 3DMark und dem praxisnahen SYSmark 2014 SE griffen wir auf die Workstation-Benchmarks SPECviewperf 12 und SPECwpc 2.1 zurück, um die Leistungsfähigkeit der getesteten Konfigurationen zu beurteilen. Im CPU-Bereich gab es keine Überraschungen: In Singlethread-Software lagen alle Workstations dank ähnlicher Prozessor-Turbos gleichauf; schnappte sich die Software hingegen alle verfügbaren Threads, preschten Lenovo und Fujitsu mit ihren acht respektive zehn Kernen erwartungsgemäß vor. Auch bei den Grafiktests herrschte mit Ausnahme der Threading-intensiven CAD-Teildisziplinen Gleichstand – kein Wunder, steckte in allen Workstations doch die gleiche Grafikkarte.
Unerwartet fiel die HP Z4 G4 im SYSmark deutlich hinter die Konkurrenten zurück. Wie sich herausstellte, erreicht die Samsung SSD SM961 nicht die erwartete IOPS-Leistung, die in den Teildisziplinen Bürosoftware und Antwortzeit wichtig ist. Woran dies lag, konnte uns HP bis Redaktionsschluss nicht erklären.
Fazit
Die getesteten Workstations machen eine gute Figur, und das nicht nur, was die Performance angeht: Sie sind durchaus auch nett anzusehen. Die einfache Wartung von Soft- und Hardware macht das Admin-Leben leichter, mit den unterschiedlichen Garantieoptionen kauft man sich Seelenfrieden für den Notfall. Die Ausstattungsoptionen fallen bei allen vergleichbar aus, die Preise unter dem Strich ebenso.
Unterschiede gibt es im Detail. Wer eine kompakte und leise Workstation sucht, ist mit der Z4 G4 von HP gut beraten. Die M.2-SSD unseres Testexemplars blieb allerdings bei wahlfreien Zugriffen hinter den Konkurrenten zurück. Zudem nimmt das Gehäuse maximal zwei 3,5"-Laufwerke auf. Ähnlich leise bleibt Dells größerer Precision 5820 Tower, der für vier Laufwerke Platz bietet, einen PCI-Slot mitbringt und auch liegend arbeitet.
Eine Nummer lauter geht die Fujitsu Celsius M770 unter Last ans Werk, die mit einfach erreichbaren Fronteinschüben für Laufwerke punktet, durch ihre Innenbeplankung besonders ordentlich aussieht und mit dem Thunderbolt-Konkurrenten OCuLink aufwartet. Die Basisgarantie umfasst allerdings als einzige keinen Reparaturservice am selben Tag.
Lenovos ThinkStation P520 geht brummelig ans Werk – hier kommt kein Zweifel auf, dass gearbeitet wird. Was die weiteren Ergebnisse anbelangt, bleibt die Chinesin aber angenehm unauffällig. Wer zusätzliche USB-3.0-Header vom Mainboard herausführen will, wird hier fündig. (bkr@ct.de)