Отличия серверных процессоров от десктопных

Центральный процессор (CPU) — это «сердце» вычислительной системы, от работы которого зависит выполнение как базовых операций, так и сложных вычислений. Не все CPU устроены одинаково: серверные и десктопные модели имеют серьезные различия, влияющие на производительность, надежность и применение. Понимание отличий важно как частным пользователям, так и бизнесу.

Далее мы рассмотрим ключевые отличия между серверными и десктопными процессорами, чтобы понять, когда и для чего лучше использовать каждый из двух вариантов. Мы также обсудим такие аспекты, как производительность, энергопотребление, стоимость, надежность и прочие свойства.

Серверные процессоры разрабатываются для устойчивой и стабильной работы серверов в условиях постоянной нагрузки. Последние, как правило, обрабатывают внушительное количество запросов, требующих одновременного выполнения множества задач. Среди них обработка данных, хостинг веб-приложений, поддержка облачных вычислений, виртуализация, и многое другое.

Большинство серверных процессоров, включая популярные Intel Xeon и AMD EPYC, имеют большое число ядер (до 128). Это дает им возможность выполнять распределенные вычисления с максимальной производительностью.

В сравнении с серверными процессорами, у десктопных моделей количество ядер значительно меньше — обычно от 4 до 24 ядер в популярных конфигурациях против 96 и более у серверных. Для большинства обычных пользователей этого хватит, однако в условиях масштабной обработки данных или высокой нагрузки этой производительности уже недостаточно.

Кроме того, у серверных CPU большой объем cache-памяти (до нескольких ГБ), и это увеличивает производительность работы процессора. Кэш хранит часто используемые данные и инструкции, что позволяет CPU быстро получать к ним доступ без необходимости обращаться к более медленной оперативной памяти.

Чем больше кэш, тем больше данных может храниться для быстрой обработки, снижая задержки и улучшая общую скорость выполнения задач. Особенно это важно при работе с ресурсоемкими приложениями, где постоянные обращения к оперативной памяти могут замедлить процесс выполнения команд.

В качестве примера давайте рассмотрим процессоры EPYC 9004X, примечательные своим расширенным объемом кэш-памяти. Так, у младшей модели (9124) 64 МБ кэша третьего уровня, а у старшей (9654Х) – целых 1152 МБ.

В десктопных процессорах объем кэш-памяти значительно меньше — обычно от 12 до 64 МБ. Этого вполне хватает для большинства задач, таких как игры или работа с мультимедиа, где объемы данных не так велики, как на серверах. Меньший объем кэша позволяет снизить себестоимость процессоров и сделать их доступнее для потребителя.

Серверные процессоры спроектированы для работы с огромными объемами оперативной памяти (RAM), что особенно важно для баз данных и виртуальных машин. Многие из них поддерживают до нескольких ТБ оперативной памяти. Например, EPYС 9004 поддерживает до 6 ТБ оперативной памяти, а Xeon Gold 5 Gen – до 4 ТБ.

В отличие от серверных CPU, десктопные процессоры имеют ограниченную поддержку оперативной памяти, обычно до 128 ГБ из нескольких планок RAM, и это общее значение на всю систему, чего вполне достаточно для большинства домашних и офисных задач.

Серверные процессоры, напротив, поддерживают регистровую оперативную память – до 256 ГБ на один модуль. Это позволяет интегрировать в материнскую плату до нескольких терабайт RAM за счет большего числа слотов DIMM.

Использование ECC оперативной памяти помогает предотвращать сбои, вызванные ошибками в обрабатываемых, используемых данных. Это особенно важно для тех серверных систем, от которых требуется круглосуточная работа без сбоев и потерь информации (например, в бизнес-секторе).

В серверных процессорах энергопотребление может достигать значений от 200 до 400 Вт и выше. Расход энергии у серверных CPU является важным фактором, особенно в масштабных дата-центрах, где эффективное управление энергией и охлаждением может значительно снизить общие эксплуатационные расходы.

Изначально потенциальные покупатели думают, что диапазон в 200-400 Вт – это слишком много, когда для десктопных процессоров заявляют гораздо меньше цифры в 65-170 Вт, редко больше. Из-за этого даже складывается ошибочное впечатление о «прожорливости» серверных CPU, поэтому многие делают выбор в пользу десктопных процессоров. Однако не спешите делать неверные выводы.

Здесь надо понимать, что энергоэффективность ядер серверных процессоров остается высокой несмотря на большое общее потребление. Столь внушительные цифры объясняются только одним фактором – количеством ядер. В пересчете на ядро потребление все еще остается низким.

Серверные CPU часто поддерживают много сокетные конфигурации, что позволяет устанавливать несколько процессоров на одной материнской плате. Это увеличивает общую вычислительную мощность системы и делает ее подходящей для применения в больших вычислительных кластерах.

Так, компания Intel выпускает линейку серверных процессоров Xeon Platinum и Xeon 6900P с возможностью масштабирования вплоть до 8 сокетов. Такие системы значительно производительнее привычных систем на базе одного CPU. Помимо производительности, они могут предоставить большее число линий PCI-E и больший объем RAM, что также важно для серверных систем.

В отличие от серверных, десктопные процессоры не поддерживают конфигурации с несколькими CPU одновременно. Они рассчитаны на использование в однопроцессорных системах, где основное внимание уделяется производительности в рамках одного сокета.

Серверные процессоры значительно дороже по сравнению с десктопными моделями. Это связано с высокими производственными затратами на их разработку и последующее создание, наличием большего количества ядер, поддержкой сложных технологий (ECC, многосокетные конфигурации) и высокой надежностью.

Десктопные процессоры более доступные по цене и предоставляют достаточную производительность для большинства пользователей. Они идеально подходят для личного использования, малого бизнеса, где не требуется высокая вычислительная мощность и отказоустойчивость на уровне серверов.

Надежность все еще остается важным требованием для серверных CPU. Помимо поддержки ECC-памяти, сами процессоры разработаны для работы в средах, где сбои системы могут привести к серьезным последствиям. Такие комплектующие регулярно тестируются и сертифицируются для круглосуточной работы с минимальными простоями.

Кроме того, серверные процессоры часто обладают механизмами коррекции и предотвращения ошибок на уровне архитектуры, что делает их более устойчивыми к сбоям и отказам. Это тоже большой плюс для клиентов дата-центров.

Десктопные процессоры изначально разрабатываются для эксплуатации в условиях, где не требуется непрерывная работа на протяжении долгих периодов времени. Они не обладают столь высокой отказоустойчивостью, как серверные процессоры, и не всегда поддерживают память с коррекцией ошибок. Однако для домашних и офисных пользователей это не будет критичным, поскольку сбои в десктопных системах не несут таких серьезных последствий, как в серверных.

Вот лишь некоторые задачи, для выполнения которых обычно используют серверные процессоры:

• CRM и ERP. CRM и ERP-системы, включая 1С: Предприятие, предназначены для управления бизнес-процессами организации, включая бухгалтерский учет, управление производством, складские операции, продажи и кадры. Эти системы требуют высокой вычислительной мощности для одновременной обработки множества транзакций и управления большими массивами данных.
• Виртуализация и контейнеризация. В современных дата-центрах серверные процессоры обеспечивают запуск множества виртуальных машин и контейнеров на одном физическом сервере. Это позволяет сильно экономить ресурсы и повысить гибкость IT-инфраструктуры.
• Научные вычисления. Серверные CPU используются в таких областях, как физика, химия, биология, климатология и инженерия, где важна параллельная обработка больших объемов данных. Благодаря многоядерности и поддержке многопроцессорных конфигураций, серверные процессоры ускоряют расчеты, помогают делать сложные симуляции и анализировать огромные массивы данных.
• Обучение ИИ-моделей. Обучение искусственного интеллекта требует огромных вычислительных ресурсов. Оно включает анализ больших данных и сложные математические расчеты, которые занимают много времени на слабых системах.

Серверные CPU играют ключевую роль в ускорении процессов развития ИИ, особенно в таких областях, как машинное и глубокое обучение. Особенно в этом помогают специальные ИИ-ускорители, интегрированные, в частности, в процессоры Intel 6900P и 6700E, а также в серию CPU AmpereOne.

У Intel имеется четкая сегментация линеек процессоров, относящихся к серверному сегменту, под кодовым именем Xeon:

• Intel Xeon E2400 - процессоры с ограниченным числом ядер на базе потребительского LGA1700
• Intel Xeon Gold/Platinum 5 Gen - для линейка требовательных задач
• Xeon 6 поколения(6700E/6900P) - самые современные и совершенные чипы для решения любых задач

Advanced Micro Devices (AMD) не имеет такого разнообразия серий процессоров, однако предлагает лучшее соотношение производительности к затраченным средствам. Примеры линеек серверных процессоров AMD:

• EPYC 4004 - линейка для компактных серверов на базе популярного сокета AM5
• EPYC 8004 - энергоэффективная серия процессоров с оптимизированной стоимостью
• EPYC 9004 - флагманская серия для самых требовательных задач

Чтобы определиться с выбором CPU, необходимо понять, какие задачи будут на него возложены. Если предполагается работа 24/7 или выполнение крайне ответственных приложений, лучше выбрать более надежные и производительные серверные варианты. Однако, если задачи ограничиваются мультимедиа, работой в видеоредакторах и компьютерными играми, оптимальным выбором будут флагманские серии десктопных CPU, такие как Intel Core i9 или AMD Ryzen 9. Если же производительности этих процессоров недостаточно, стоит обратить внимание на представителей HEDT рынка, таких как Xeon W и Ryzen Threadripper, которые предоставляют возможности серверных CPU в формате потребительского ПК.

Если у вас возникли трудности с выбором CPU, вы всегда можете обратиться в онлайн-чат на сайте. Менеджеры ServerFlow подскажут лучшее решение под вашу задачу!