Чем отличаются процессоры для серверов и персональных компьютеров

Читатели часто интересуются, какой тип процессора выбрать: серверный или настольный. Хотя может показаться, что ответ на этот вопрос интуитивно ясен, и следует отдавать предпочтение тому варианту, который обеспечит наилучшую отдачу от вложенных средств, на самом деле стоит обратить на него более пристальное внимание.

«Сервер» и «Настольный компьютер» – это не просто категории процессоров, а две отдельные платформы, неотъемлемой частью которых они являются.

Давайте кратко рассмотрим эти компьютерные платформы, чтобы лучше понять разницу между процессорами для серверов и настольных компьютеров.

Какие типы платформ существуют

Существует четыре основных платформы:

• Мейнстрим / потребительская, иногда определяемые как рабочий стол
• Рабочая станция или HEDT (настольный компьютер высокого класса)
• Профессиональная рабочая станция
• Сервер

Официального определения того, из чего состоит каждая из этих платформ, не существует, но, как правило, они будут разделены на широкие уровни форм-факторов, аппаратной производительности, расширяемости и специализации, а также предполагаемого варианта использования.

Сравнение разных платформ

Настольный или потребительский компьютер

Базовые или потребительские платформы – это то, что вы будете использовать на компьютере, созданном для лёгких рабочих нагрузок, таких как графический дизайн, обработка текстов, просмотр страниц, а также обычная повседневная работа и игры.

Платформы для настольных ПК также развиваются, чтобы лучше работать с многопоточными рабочими нагрузками, что делает их более дешевой альтернативой платформам для рабочих станций. Одним из хороших примеров является рендеринг на CPU, где эта платформа начинает набирать популярность благодаря постоянно увеличивающемуся количеству ядер ЦП.

Рабочая станция/HEDT

Платформы рабочих станций подходят для более требовательных рабочих нагрузок, требующих высокой многопоточной производительности и лучшего подключения. Предоставляя множество вычислительных ядер и доступ к большему количеству, например, линий PCIe, приложения, которые хорошо распараллелены, отлично работают на этой платформе.

Платформы рабочих станций вписываются в форм-факторы настольных компьютеров, что делает их идеальными для использования на рабочем столе или дома, где вы активно работаете с системой.

Профессиональная рабочая станция

Платформа профессиональной рабочей станции предлагает множество функций, которые вы найдёте на высокопроизводительной серверной платформе, но ключевое отличие заключается в том, что она соответствует форм-фактору настольного компьютера.

Эта платформа идеально подходит для таких приложений, как рендеринг, моделирование или рабочие нагрузки, которым требуется доступ к ещё большему количеству линий PCIe, памяти ECC, большей емкости памяти или функциям безопасности ЦП, чем может предоставить платформа Workstation/HEDT.

Сервер

Серверная платформа предназначена для обеспечения надёжности, гибкости и масштабируемости. Они развертываются, в основном, в качестве монтируемых в стойку блоков в центрах обработки данных, что позволяет разместить большой объём вычислительной мощности в небольшом пространстве.

Серверные платформы разработаны для различных задач, начиная от хранения больших объёмов данных и заканчивая ресурсоёмкими приложениями, требующими множества вычислительных ядер и памяти.

Эти платформы спроектированы таким образом, чтобы работать круглосуточно, 7 дней в неделю, на протяжении длительного времени без перебоев и нестабильности системы. Однако они не предназначены для прямого использования.

Ключевые различия между платформами

При чем тут платформы? Вы просто хотели узнать разницу между настольным и серверным CPU!

Потерпите меня ещё немного – мы доберемся до этого!

Процессоры неизбежно привязаны к своей платформе. Вы не можете вставить ЦП настольного компьютера в серверную платформу и не можете установить серверный ЦП в настольную платформу.

Различия между серверными и настольными процессорами заключаются в их платформе! Давайте взглянем на ключевые отличия платформы:

Форм-фактор платформы

Одним из ключевых отличий между настольными и серверными платформами является их форм-фактор. Как для серверных, так и для настольных систем существуют определенные стандарты, определяющие занимаемое ими пространство.

Для настольных платформ наиболее распространёнными форм-факторами являются XL-ATX, E-ATX, ATX, M-ATX и M-ITX, расположенные в порядке уменьшения размера. Среди них ATX занимает лидирующие позиции как наиболее популярный вариант для настольных ПК, за которым следуют M-ATX и M-ITX.

Форм-фактор E-ATX часто используется в рабочих станциях и системах для энтузиастов. Больший размер позволяет им упаковывать дополнительные функции, такие как больше слотов PCIe и RAM, но при этом оставаться в рамках ограничений корпуса для настольных ПК.

Настольные корпуса также бывают разных форм-факторов. Они подразделяются на Full Tower, Mid Tower, Mini Tower и Small Form Factor (SFF). Совместимость с оборудованием для конкретного корпуса зависит от его размера: корпуса Full Tower поддерживают большинство размеров, а корпуса SFF поддерживают только M-ITX.

Большинство серверов доступны в двух основных конфигурациях: в виде башни и в стоечном исполнении. Башня напоминает платформу для настольных ПК и идеально подходит для небольших серверных установок.

Стоечные серверы разработаны для стандартных 19-дюймовых серверных стоек, что позволяет размещать их вертикально и существенно экономить место. Помимо серверов, вы также можете приобрести стоечные массивы хранилищ и сетевые коммутаторы, которые расширят функциональность вашей системы.

Размеры стоечных компонентов измеряются в единицах высоты, варьирующихся от 1U до 6U для обычных серверов. Большинство серверных стоек имеют высоту 42U, что дает возможность разместить значительное количество оборудования в ограниченном пространстве.

Хотя некоторые серверные материнские платы соответствуют общим форм-факторам настольных ПК, многие из них изготавливаются на заказ, чтобы максимально эффективно вписаться в корпус сервера, который вы приобретете у компании.

Оперативная память платформы

Серверные платформы поддерживают память с ECC или кодом исправления ошибок для всего набора процессоров. Поддержка ECC на настольных платформах ограничена профессиональной рабочей станцией, рабочей станцией и определенным количеством потребительских платформ.

На потребительских платформах, таких как AMD Ryzen, на материнских платах B550 и X570, есть поддержка ECC, но она не тестировалась для использования на серверах и рабочих станциях. Совместимость зависит от производителя материнской платы.

Оперативная память с коррекцией ошибок (ECC) исправляет повреждения памяти, которые могут возникнуть из-за случайного переключения битов, предотвращая сбои системы и потерю данных. Это особенно важно, когда компьютер используется круглосуточно в течение длительного времени и сбои недопустимы.

Серверы и процессоры для профессиональных рабочих станций поддерживают огромное количество оперативной памяти, исчисляемое терабайтами. Для сравнения, типичная потребительская платформа может иметь максимум 128 ГБ памяти.

Количество доступных каналов оперативной памяти также зависит от платформы. Рабочие станции Server и Pro имеют восемь каналов, платформы рабочих станций — четыре, а потребительские — два. Большее количество каналов памяти улучшает пропускную способность между оперативной памятью (ОЗУ) и процессором.

Многопроцессорная поддержка

Уникальной особенностью серверной платформы является поддержка нескольких процессоров. Благодаря этому, вы можете не только увеличить количество ядер, но и получить доступ к большему объёму памяти и линиям PCIe в одной системе.

Использование одной системы с несколькими процессорами позволяет сэкономить значительное пространство и средства, которые потребовались бы для установки отдельных систем. Это особенно актуально для ферм рендеринга, где требуется множество вычислительных ядер в условиях ограниченного пространства.

Расширение и подключение платформы

Платформы серверов и профессиональных рабочих станций предлагают большое количество линий PCIe. Эти линии PCIe необходимы для добавления карт расширения, таких как графические процессоры, твердотельные накопители NVMe, твердотельные накопители SATA, жёсткие диски или сетевые карты. Чтобы узнать больше, вы можете обратиться к нашей статье о том, сколько линий PCIe вам нужно.

Серверные платформы очень универсальны в распределении линий PCIe. Вам нужно большое количество дисков NVMe? У вас есть сервер, который делает это, предоставляя полные четыре линии подключения PCIe на один диск.

Нужно большое количество графических процессоров в одной системе? Вы получаете это также благодаря поддержке большего количества графических процессоров, чем у большинства настольных систем.

Это просто показывает, насколько универсальной и легко настраиваемой является серверная платформа. Серверы легко конфигурируются с использованием множества графических процессоров, дисков NVMe или жёстких дисков, сохраняя при этом компактность.

Конечно, серверы не предназначены для работы в тишине, поэтому вам вряд ли понравится работать на сервере, который стоит прямо под вашим столом. Обычно их размещают в специальном помещении – дата-центре или отдельной комнате.

Профессиональные рабочие станции также можно настраивать благодаря наличию множества слотов x16 PCIe. Однако, они не так универсальны, как серверы, в основном из-за ограниченного пространства в форм-факторе настольного компьютера. Это может потребовать использования переходников и плат расширения, чтобы получить максимальную отдачу от платформы.

Потребительские системы имеют меньше линий PCIe, что ограничивает их возможности расширения до одного или двух графических процессоров и пары дисков NVMe. Некоторые специализированные системы поддерживают несколько графических процессоров через один вертикальный канал 1x для таких задач, как майнинг. Тем не менее, это может серьёзно повлиять на производительность при выполнении других рабочих нагрузок.

Какое отношение процессоры имеют к платформам

Это был обзор платформ. Какое отношение процессоры имеют к платформам?

Процессоры привязаны к конкретной платформе и будут совместимы только с этой платформой. Возьмём, к примеру, серии потребительских/рабочих станций AMD Ryzen и Epyc. Не существует ни процессоров Ryzen для серверов, ни процессоров Epyc для настольных компьютеров.

ЦП каждой серии изготавливается для своей платформы. Даже процессоры, идентичные на бумаге (например, с одинаковым количеством ядер и тактовой частотой), будут существенно различаться в зависимости от платформы, с которой они работают.

Какие типы процессоров привязаны к какой платформе?

Вот краткий обзор того, какие типы процессоров привязаны к какой платформе и их типичное количество ядер:

Настольные и серверные процессоры

Ключевые различия между ЦП для настольных ПК и ЦП для серверов

Как обсуждалось выше, процессоры на своих платформах предлагают несколько функций, которые помогают различать две платформы. Теперь мы сосредоточимся на фактических различиях между процессорами.

Тактовые частоты процессора

Процессоры для настольных и потребительских ПК имеют более высокие тактовые частоты, что делает их отличным вариантом для активных и однопоточных рабочих нагрузок, которые не могут быть легко распараллелены, например графический дизайн, многие типы редактирования видео и компьютерные игры.

Intel и AMD также допускают ручной разгон многих своих процессоров для настольных ПК, что обеспечивает дополнительную производительность за счёт увеличения энергопотребления и снижения стабильности. Тепловая мощность ядра процессора экспоненциально увеличивается с его тактовой частотой.

Платформы для настольных ПК с одним процессором в хорошо вентилируемой системе с вариантами больших решений воздушного и жидкостного охлаждения позволяют производителям устанавливать более высокие тактовые частоты ядра, не беспокоясь о перегреве.

Серверные платформы функционируют в условиях ограниченного пространства, где единственным способом охлаждения является воздушный поток, проходящий через небольшой радиатор с высокой скоростью. Если добавить к этому несколько процессоров с большим количеством ядер, становится ясно, что для поддержания стабильной и долгосрочной работы необходимо использовать более низкие тактовые частоты.

Более низкие тактовые частоты также способствуют снижению энергопотребления, что может показаться незначительным для одного процессора. Однако, когда речь идёт о сотнях или даже тысячах процессоров, даже небольшая разница в потреблении энергии может иметь значительные последствия.

Серверные процессоры должны работать круглосуточно, 7 дней в неделю, при высокой нагрузке, что значительно сокращает их срок службы. Именно поэтому даже серверные процессоры с небольшим количеством ядер функционируют на более низких тактовых частотах по сравнению с аналогичными процессорами для настольных ПК.

Количество ядер процессора

В то время как настольные платформы соответствуют серверам по максимальному количеству ядер в одном процессоре, серверные процессоры имеют уникальное преимущество, заключающееся в возможности использования многопроцессорных конфигураций.

Intel Xeon Scalable – отличный пример того, как легко вы можете упаковать один сервер с множеством вычислительных ядер. Intel предлагает эти процессоры в виде узлов, которые легко помещаются в шасси высотой 2U, предлагая до 224 ядер на одном сервере.

Разница в цене процессоров

Ценообразование на процессоры для настольных компьютеров обычно происходит просто и обычно зависит от тактовой частоты процессора и количества ядер.

Серверные процессоры, как правило, состоят из более крупных компонентов, что делает их более стабильными и энергоэффективными. Это, в свою очередь, делает их более дорогими, даже если они имеют аналогичные характеристики с настольными процессорами.

Центральный процессор (ЦП) должен иметь встроенную логику, чтобы иметь доступ ко всем функциям платформы. Поэтому неудивительно, что серверные ЦП с большим количеством каналов памяти или линий PCIe имеют более высокую цену, несмотря на одинаковые другие характеристики.

Правильный выбор центрального процессора: сервер или настольный

При выборе между серверным и настольным процессором важно учитывать не только сам процессор, но и платформу. Как только вы решите использовать определённую платформу, переход на другую может стать дорогостоящим из-за отсутствия совместимости между ними.

Если вы планируете активно работать на своём персональном компьютере или рабочей станции, то вам стоит рассмотреть настольную платформу. Хотя серверы и имеют башенную конфигурацию, они не предназначены для использования в качестве автономных устройств и будут обладать гораздо меньшей производительностью (низкие тактовые частоты и т.д.).

Если же вы планируете оставить свой компьютер без присмотра, то лучше выбрать серверную платформу. Серверы легко монтируются в стойки для оборудования и позволяют расширять систему за счёт дополнительных серверов, массивов хранения или сетевых коммутаторов, не занимая много места. Однако следует помнить, что стоечные серверы очень громкие, поэтому они не подходят для домашнего или рабочего использования.

Для приложений, требующих большой вычислительной мощности, таких как фермы рендеринга, вы можете использовать настольную платформу в качестве узлов рендеринга, если вам требуется только несколько из них. Для крупномасштабных операций экономия пространства и энергии серверной платформы делает стоечные серверы лучшим вариантом.

Часто задаваемые вопросы

Сервер для установки в стойку или сервер в корпусе: какой лучше?

Серверы Tower представляют собой, скорее, начальный уровень для тех, кто только начинает работу с серверами, или для тех, кто не имеет доступа к серверным стойкам.

Серверы, устанавливаемые в стойку, являются более распространённым вариантом и пользуются популярностью благодаря своей возможности вертикальной установки в стойку для оборудования. Эти серверы также совместимы со стоечным хранилищем и сетевым оборудованием.

Подходят ли серверные процессоры для игр?

Такие рабочие нагрузки, как игры и графический дизайн, оптимизированы для однопоточной работы, что означает, что они значительно выиграют от процессора с высокой тактовой частотой. В отличие от них, серверные процессоры ориентированы на стабильность и низкое энергопотребление, поэтому они не всегда подходят для игр.

Однако, если вы планируете запустить несколько виртуальных машин для игр, то серверный процессор станет лучшим выбором благодаря лучшей поддержке виртуализации.