CPU ou GPU num NAS: o que cada uma acelera e quando isso importa

Escolher entre CPU e GPU para um NAS não se resume a perguntar qual é mais potente em termos abstratos. A CPU executa o sistema operativo e coordena tarefas gerais; a GPU foi concebida para processar certos cálculos em paralelo, incluindo gráficos, vídeo e algumas operações de aprendizagem automática. É a carga de trabalho, e não o nome do processador, que determina qual dos componentes é relevante.

Um NAS é, antes de mais, um dispositivo de armazenamento ligado à rede: recebe pedidos, gere ficheiros e disponibiliza-os a outros equipamentos. Esse trabalho envolve o processador, a memória, as unidades de armazenamento e a ligação de rede. Uma GPU não acelera automaticamente a leitura ou escrita de ficheiros, nem substitui uma rede lenta, discos sobrecarregados ou uma configuração de armazenamento inadequada.

Uma GPU integrada faz parte do processador ou do chip do sistema; uma GPU dedicada é um componente separado. No caso do TS-1277 da QNAP, o fabricante especifica três ranhuras PCIe e compatibilidade com determinadas placas gráficas; a compatibilidade depende do modelo da placa e da ranhura.

Um NAS pode ser utilizado para partilhar ficheiros e fazer cópias de segurança. A CPU processa instruções e pedidos do sistema, enquanto o dispositivo fornece armazenamento ligado à rede. As funcionalidades concretas dependem do modelo e do software.

As portas e os adaptadores de rede variam entre modelos. Por exemplo, a QNAP indica que o TS-1277 inclui quatro portas Gigabit Ethernet e aceita placas de rede 10 ou 40 GbE nas ranhuras PCIe. Estas especificações dizem respeito a esse modelo, não a todos os NAS.

Uma GPU pode ser utilizada se o NAS executar uma aplicação que realmente dependa dela, como um serviço de análise de imagens ou de processamento multimédia. Isso não significa que a GPU acelere as tarefas habituais com ficheiros. Para armazenamento e cópias de segurança, verifique primeiro discos, memória, rede e capacidade da CPU; só considere uma GPU se uma aplicação específica declarar que é compatível e precisar dela.

Na reprodução de conteúdos multimédia, estes podem ser reproduzidos diretamente ou convertidos no servidor. A QNAP indica que o TS-1277 pode utilizar transcodificação acelerada por hardware no QTS com placas gráficas NVIDIA compatíveis. A funcionalidade diz respeito a esse modelo e a essa configuração.

A QNAP especifica que o Virtualization Station pode utilizar placas gráficas AMD ou NVIDIA no TS-1277 através da sua atribuição a uma máquina virtual. Segundo a página do produto, a compatibilidade de GPU com o QTS limita-se a placas NVIDIA. Verifique as especificações do modelo e da placa exatos.

A QNAP refere que, no TS-1277, quando o Virtualization Station utiliza placas gráficas, o QTS interrompe temporariamente a transcodificação acelerada por hardware, e vice-versa. Nesta configuração, não é possível utilizar as duas funções ao mesmo tempo.

Antes de comprar uma GPU para um servidor multimédia, identifique o que acontece numa reprodução real: reprodução direta, remultiplexação, conversão de áudio ou transcodificação de vídeo. Em seguida, confirme o suporte do modelo, da aplicação e do sistema exatos. Se o cliente conseguir reproduzir os ficheiros diretamente, poderá ser mais útil dar prioridade à compatibilidade de formatos e dispositivos do que aumentar a capacidade gráfica.

A documentação da TrueNAS indica que cada máquina virtual recebe uma parte da memória do sistema e um volume zvol; enquanto a VM está ativa, esses recursos deixam de estar disponíveis para o anfitrião e para outras máquinas virtuais. Para passar uma GPU a uma VM, a TrueNAS exige que uma GPU seja isolada para esse fim.

Utilizar uma GPU dentro de uma máquina virtual é uma funcionalidade distinta: a TrueNAS indica que é necessário isolar primeiro a GPU para a passar a uma VM. A configuração concreta depende do sistema e do dispositivo; a documentação da TrueNAS também descreve a atribuição de CPU e memória às máquinas virtuais.

As capacidades variam consoante o produto. Para alguns modelos da sua gama, a QNAP indica que determinadas placas gráficas podem melhorar o processamento de imagens ou o desempenho de máquinas virtuais através de GPU passthrough, mas também estabelece limites quanto às placas, às ranhuras e à utilização simultânea. No TS-1277, por exemplo, a utilização de placas gráficas no Virtualization Station suspende temporariamente a transcodificação por hardware do QTS, e vice-versa. Uma GPU partilhada por várias funções pode obrigar a escolher qual carga de trabalho deve ter prioridade.

Ao comparar NAS para virtualização, verifique a compatibilidade do hipervisor com o modelo, a capacidade máxima de memória, a atribuição de CPU e o suporte para passagem direta de dispositivos. Consulte também os limites de ranhuras e alimentação. Não presuma que o comportamento de um modelo QNAP ou de uma versão da TrueNAS se aplica a outro NAS ou a outra versão do software.

As GPU podem ser úteis em certas operações de IA porque processam grandes conjuntos de cálculos em paralelo. Isto pode ser relevante tanto para o treino como para a inferência de modelos, embora a adequação dependa do tamanho do modelo e da carga de trabalho. Uma CPU também consegue executar algumas tarefas de IA; a diferença prática está no tempo, nos recursos e no suporte para o modelo e o software escolhidos.

Num NAS, a questão não é apenas saber se é possível instalar uma placa gráfica. É necessário confirmar que a aplicação suporta o dispositivo, que o sistema operativo dispõe de controladores e bibliotecas compatíveis e que a memória da GPU é suficiente para o modelo e o contexto de trabalho. A ligação PCIe, o consumo elétrico, a refrigeração e o espaço disponível também condicionam a placa que pode ser instalada.

A QNAP descreve a utilização de GPU e o pacote QuAI em determinados NAS compatíveis. Para verificar uma configuração concreta, consulte as especificações do modelo e a lista de compatibilidade. A palavra «IA» numa ficha de produto não substitui a verificação da aplicação e da GPU exatas.

Se o objetivo for executar modelos localmente, determine primeiro se precisa de inferência, treino ou processamento de imagens, que software vai utilizar e que modelo pretende carregar. Depois, compare os requisitos de GPU e memória com o suporte do NAS.

Para comparar NAS, reúna o modelo e a variante exatos, a versão do sistema operativo e as aplicações que pretende executar. Para cada tarefa, verifique os recursos necessários e a compatibilidade do produto.

Uma sequência de verificações ajuda a comparar os requisitos da funcionalidade com os do NAS antes de escolher:

1. Defina a carga de trabalho: ficheiros e cópias de segurança, reprodução direta, transcodificação, VMs ou IA local.
2. Identifique os recursos necessários para a tarefa que pretende executar.
3. Verifique o modelo exato: ranhuras, dimensões da placa, fonte de alimentação, refrigeração e memória máxima.
4. Confirme o percurso do software: sistema operativo, controladores, aplicação, codecs ou hipervisor.
5. Consulte as limitações indicadas para as funções que pretende utilizar.
6. Teste com uma carga representativa: os ficheiros, clientes e aplicações de que realmente precisa.

A ficha do produto e a lista de compatibilidade de cada fabricante podem indicar os dispositivos e as funções suportados. Verifique o modelo e a versão concretos, além da placa e da aplicação que pretende utilizar, antes de escolher o NAS.

Para armazenar e partilhar ficheiros, compare as capacidades de CPU, memória, discos e rede dos modelos em consideração. Para conteúdos multimédia, confirme se os clientes reproduzem os formatos diretamente; se for necessário transcodificar, verifique o suporte de hardware na aplicação e no modelo exato.

Para virtualização, comece pela CPU e pela memória disponível para o anfitrião e para as máquinas virtuais. Uma GPU só é um requisito de compra se uma VM ou aplicação precisar de acesso direto a ela e o produto suportar essa passagem. Para IA local, avalie a carga, o modelo, a memória gráfica e o suporte de software antes de considerar uma placa.

A escolha depende das tarefas previstas: uma GPU pode ser útil em cálculos paralelos, como certas cargas de IA, quando o hardware e o software são compatíveis. Verifique os requisitos de cada aplicação e a compatibilidade do modelo do NAS antes de escolher os componentes.