當前位置: 華文問答 > 數位

伺服器 CPU 與家用 CPU 有什麽區別?

2019-12-01數位

2012年的問題,在2020年的今天來看,很多以前的回答已經不太準確了:

  • 伺服器CPU核心多?家用CPU有18核的Core X i9-10980XE,而伺服器CPU,即使是Xeon Scalable金牌系列,核心數量低於18核的一大堆,下面的銀牌銅牌、Xeon-W、Xeon-E就更不用說了;
  • 伺服器CPU主頻低?伺服器的至強可延伸金牌6244規格是8核16執行緒,主頻3.6睿頻4.4,家用的i5-9400是6核6執行緒,主頻2.9睿頻4.1;
  • 伺服器CPU提供更多PCIe通道?還是Core X系列,i9的全部型號提供48根直連CPU的PCIe通道,伺服器最高端的8280也不過是同樣提供48根直連PCIe通道;
  • 伺服器CPU支持多路?現在有單路的Xeon-W、Xeon-E;以前的Xeon E5-1XXX和Xeon E3都是只支持單路。
  • 簡單來說,以伺服器檔次劃分來看:

  • 低端:一樣,低端的賽揚G、奔騰、Core i3原本是低端家用CPU,但這些CPU也支持ECC記憶體,可用於入門級伺服器。
  • 中端:伺服器CPU支持ECC記憶體,支持的記憶體容量可能更大;家用CPU不支持ECC記憶體。
  • 高端:伺服器CPU支持多路CPU,支持ECC記憶體。這個範疇沒有對應的家用CPU。
  • 事實上,今天的家用CPU效能已經相當強大,完全可以滿足相當部份傳統伺服器對CPU效能的要求。 因此伺服器CPU於家用CPU最根本的區別在於對ECC記憶體的支持 ——因為伺服器是需要長時間開機的,記憶體單個bit翻轉錯誤的機率雖然很低,但對於長時間開機的伺服器來說則是不可忽視的。單個bit翻轉錯誤,輕則完全沒有影響——這段記憶體並未分配給任何應用程式;中則導致應用程式、作業系統崩潰;重則導致業務數據出現嚴重錯誤——想象一下某家企業向外轉賬很小一筆錢,結果成了轉很大一筆?

    當然,伺服器有其它技術去應對其它故障,例如使用磁碟陣列(不包括不帶冗余的RAID 0)來避免單個硬碟介質失效導致的系統崩潰甚至數據遺失;冗余電源避免單個電源故障或者供電故障導致服務停止等等,但這些和CPU關系不大。在這個問題下就不展開了。

    低端伺服器的CPU:

    看看Dell最低端的T140塔式伺服器 [1]

    最低價不到5000的T140入門級伺服器,CPU有賽揚G4930、奔騰G5420、Core i3-9100這幾個選項——低端的家用桌上型電腦也經常有使用這幾個CPU的。當然,用這個效能CPU的伺服器,通常不怎麽需要CPU效能,例如只有幾個員工的企業弄台這樣的伺服器作為檔/打印伺服器,或者提供一些簡單的網路服務。

    因為可用於入門級伺服器,因此賽揚G、奔騰金牌、i3都是支持ECC記憶體的:

    中端伺服器的CPU:

    多核CPU流行的今天,Intel的家用CPU可以劃分兩個路線:主流桌面(Core i5/i7),對應的伺服器CPU是Xeon E系列;高端桌面(Core X),對應的伺服器CPU是Xeon W系列。其實CPU本身幾乎是一樣的,頻率、TDP設定、是否整合顯卡等方面有一些細節上的區別。考慮到同一系列的CPU中,不同型號之間也存在頻率、功耗、是否可以超頻、是否整合顯卡等區別,所以但最根本的區別是支持的記憶體容量,以及是否支持ECC記憶體。

    例如同樣8核16執行緒的家用級i9-9900K和Xeon-E 2288G [2]

    同樣是18核36執行緒的Core X i9-10980XE和Xeon-W 2295 [3]

    補充說明一下的是,Xeon-W系列按照Intel的產品線劃分是屬於工作站而非伺服器,一線伺服器廠家似乎都沒有使用Xeon-W的伺服器,但一些二三線品牌是有使用Xeon-W的伺服器型號的,著名的伺服器主機板廠商Supermicro有幾款單路伺服器主機板支持Xeon-W。畢竟這樣一個單路18核的系統比用雙路主機板加上兩個8核的CPU組成的伺服器便宜不少而且CPU效能差別不大,甚至某些場景下效能更好一些。

    在Intel推出至強可延伸之前,Xeon E5系列分1XXX、2XXX、4XXX三個系列,區別就在於1XXX只支持單路CPU,2XXX支持雙路CPU,4XXX支持四路CPU,Xeon-W就是用於取代Xeon E5-1XXX的後繼產品,而E5-1XXX的定位就是伺服器CPU。

    此外,現在基於x86架構的工作站,其實就是采用大量伺服器技術如多路CPU、ECC記憶體、磁碟陣列等的電腦,以滿足某些需要大量數據處理、長時間運算的個人桌面套用如視訊編輯、3D離線渲染、仿真設計等。以Dell的Precision T7920雙路塔式工作站和PowerEdge T440雙路伺服器為例,相當多的核心配件選項是相同的,除了T7920可選專業3D顯卡而T440不可選以外。某些工作站廠商甚至提供更高端的四路工作站客製——說白了直接就是使用四路伺服器主機板,加上用於桌面套用的一些配件如3D專業卡、視訊采集卡等,例如LinusTechTips報道過一台四路E7的工作站 [4]

    高端伺服器

    Intel的這個產品線就是Xeon Scalable(至強可延伸)系列了,全系支持多路,細分下來這個系列低端的銅牌、銀牌支持雙路,中端的金牌支持四路,高端的鉑金支持到八路。這一系列並沒有對應的家用級CPU,和家用最頂級的i9-10980XE相比,除了支持多路CPU、支持的記憶體容量更大、支持ECC記憶體外,單個CPU的核心數量更多(僅限金牌和鉑金),還支持6通道記憶體,並且因為增加了記憶體通道和多路支持,封裝從LGA2066升級到LGA3647。此外,第二代Xeon Scalable還支持使用傲騰DC作為斷電數據不會遺失的永續性記憶體。i9-10980XE和多款Xeon Scalable的對比如下 [5]

    此外,從上面幾個對比可以看出還有一些安全性、可靠性之類的細節上的區別,但這些技術往往是需要從主機板到作業系統、驅動程式和套用軟體配合使用的,相當多的伺服器使用者也不會使用這些技術。有興趣的朋友可以自行去進一步了解。

    參考

    1. ^ Dell T140 https://www.dell.com/zh-cn/work/shop/povw/poweredge-t140
    2. ^ i9-9900K vs Xeon-E 2288G https://ark.intel.com/content/www/cn/zh/ark/compare.html?productIds=186605,193743
    3. ^ i9-10980XE vs Xeon-W 2295 https://ark.intel.com/content/www/cn/zh/ark/compare.html?productIds=198017,198011
    4. ^ LTT四路E7工作站 https://www.bilibili.com/video/av6343743
    5. ^ i9-10980XE vs Xeon Scalable https://ark.intel.com/content/www/cn/zh/ark/compare.html?productIds=198017,192478,192447,193394,193381