Для чего серверный процессор

Российские серверные CPU и производство электроники. Есть ли свет в конце тоннеля?

Фото: Yadro

Как мы рассказали в первой части, с 1 января 2022 года вступит в силу постановление правительства, по которому серверы с отечественными процессорами получат безусловное преимущество над российскими серверами с иностранными процессорами в гостендерах. По сути, это означает передел рынка и постепенное вытеснение тех производителей серверов, которые заняли «неправильную позицию».

Будущие CPU

На данный момент известно о планах разработки и выпуска следующих CPU:

Эльбрус-12С и Эльбрус-16С

В прошлом году на выставке «Микроэлектроника-2020» был показан первый инженерный образец 16-ядерного процессора «Эльбрус-16С», разработка которого ведётся с 2018 года.

На стенде рядом с инженерным образцом стоял блейд-сервер с жидкостным охлаждением на базе процессора «Эльбрус-8СВ»

Разработку процессора планировалось завершить в 2021 году, а начало серийного выпуска можно ожидать в 2022 году.

Некоторые технические характеристики: топология 16 нм, 16 вычислительных ядер общей производительностью 1,5 Тфлопс одинарной точности и 750 Гфлопс двойной точности, базовая частота 2 ГГц, 12 млрд транзисторов, 8 каналов памяти DDR4-3200 ECC, встроенные контроллеры Ethernet 10 и 2,5 Гбит/с, 32 линии PCI-Express 3.0, 4 канала SATA 3.0. Многопроцессорные системы поддерживают объединение до четырёх CPU и до 16 ТБ оперативной памяти.

Это первый российский процессор, спроектированный по топологии 16 нм и с поддержкой памяти DDR4-3200, а также первый «Эльбрус» с базовой частотой 2 ГГц.

Максимальная производительность ядра в теории составляет 96 Гфлопс одинарной точности и 48 Гфлопс двойной. Для всех ядер — 1,5 Тфлопс и 768 Гфлопс.

Технические характеристики процессоров «Эльбрус» прошлого (4С), актуального (8С), нового (8СВ) и будущего (16С) поколений в сравнении с аналогичными процессорами Intel x86, источник

Кроме того, в ближайшее время планируется выпустить модели попроще: двухъядерный «Эльбрус-2С3» и 12-ядерный «Эльбрус-12С», оба по топологической норме 16 нм с DDR4-3200 и прочими преимуществами нового поколения. Двухъядерный процессор с TDP 10 Вт больше похож на мобильный CPU (аппаратное 3D-ускорение, аппаратные кодеры и декодеры видео, вывод 4K), а 12-ядерный можно ставить и на рабочие станции, и на серверы.

Планы по материнским платам с февральской презентации

Эльбрус-32С

В планах МЦСТ — разработка 32-ядерного процессора по технологии 6–7 нм. Первые рабочие образцы ожидают в 2025 году.

Байкал-S

Технические характеристики

Анонс Baikal-S состоялся 26 ноября 2020 года. В производство запущен в мае 2021 года. Недавно на заводе TSMC были изготовлены инженерные образцы (400 шт.), а первую коммерческую партию из 12–14 тыс. экземпляров ожидают в III кв. 2022 года, заказ на неё сформируют в декабре 2021 г.

Отметим, что «Байкал Электроникс» сейчас полностью перешла на ARM, как самую перспективную архитектуру, и все будущие процессоры планирует выпускать только на ней.

«Байкал-S» станет первым российским серверным процессором с поддержкой аппаратной, а не просто контейнерной виртуализации. Из существующих процессоров «Байкал Электроникс» самым производительным является 8-ядерный «Байкал M1000», вот его показатели в сравнении с 8-ядерными процессорами «Эльбрус 8С» и «Эльбрус 8СВ»:

Из результатов следует, что «Эльбрус» 2016 года выпуска с частотой 1300 МГц работает быстрее «Байкала» 2019 года выпуска с частотой 1500 МГц.

Однако 48-ядерный «Байкал-S» с производительностью 358 Гфлопс легко побьёт все эти рекорды и станет самым мощным серверным CPU российского производства. У некоторых экспертов есть мнение, что будущее CPU общего назначения именно за архитектурами вроде RISC/CISC (ARM и x86), а вовсе не VLIW, как у «Эльбруса» (и «Итаниума»).

Процессор «Ядро»

В середине июля госкорпорация «Ростех» и компания Yadro объявили, что к 2025 году выпустят процессоры собственной разработки для серверов Минобрнауки, Минпросвещения и Минздрава (в бизнес-плане обозначены продажи 60 000 процессоров в 2025 году).

8-ядерный процессор с тактовой частотой 2 ГГц создаётся на открытой архитектуре RISC-V по топологии 12 нм. Разработку ведёт дочерняя компания «Ядро микропроцессоры» (вероятно, с участием команды Syntacore).

Некоторые специалисты считают рискованным план серийного производства высокопроизводительных серверных процессоров на архитектуре RISC-V.

Кадровый голод и дефицит комплектующих

К сожалению, в российской электронике острый кадровый голод. Особенно не хватает разработчиков самой аппаратуры — интегральных схем. Такая ситуация сложилась из-за того, что в прежние десятилетия отрасль плохо финансировалась, здесь работало совсем мало компаний. Сейчас наступили другие времена. Денег хватает, рынок быстро растёт, а вот опытных специалистов уже нет, да и откуда им взяться — получается своего рода замкнутый круг.

Для развития предприятий электроники необходимо выпускать минимум 10 000 молодых специалистов в год, а сегодня российские вузы выпускают только 1200–1500 инженеров, за которых идёт настоящая охота. Доходит до того, что с целью возобновления производства на зеленоградском заводе «Ангстрем-Т» приходится завозить десятки тайваньских спецов с семьями. Предполагается, что завод будет выпускать чипы 130–90 нм.

Поэтому далеко не факт, что в ближайший год отрасль сумеет выпустить десятки тысяч серверов с российскими процессорами.

Кроме того, из-за общемирового дефицита у российских производителей уже возникли проблемы с получением процессоров и многих компонентов — источников питания, пассивных элементов, различных контроллеров и т. д. Циклы поставки по большинству компонентов значительно выросли. Запасы на складах заканчиваются, говорят источники на рынке микроэлектроники, так что ближайшее будущее выглядит довольно мрачно.

Российский завод на 5 нм

Сейчас в России на заводах «Микрон» возможно производство микросхем с топологией 65 нм. Вообще, два года назад была принята Национальная стратегия развития электронной промышленности до 2030 года, по которой в России должны появиться фабрики по производству чипов с топологией до 5 нм. Но это скорее напоминает альтернативную реальность. Сейчас в России нет ничего, что требуется для такого производства: ни оборудования (его могут вообще не продать из-за санкций), ни опытных специалистов для наладки современных EUV-степперов. Хотя есть вероятность, что в 2030 году топология 5 нм морально устареет, так что появится возможность купить где-то подержанные степперы или даже всю производственную линию за полцены. Возможно, даже в обход санкций.

Александр Ким из МЦСТ уверен, что Россия найдёт способ закупить оборудование и построить фабрику для производства собственных процессоров, иначе государство «станет ещё уязвимее для кибервоздействий», поскольку «в зарубежных процессорах огромное количество недокументированных функций, уязвимостей на аппаратном уровне».

Президент Kraftway Алексей Кравцов считает, что у России нет выбора — нужно развивать собственное производство электроники и строить современные заводы, и этот вопрос «решается на самом высоком уровне».

Для программы до 2030 г. предусмотрено бюджетное финансирование на 2021–2023 гг. в размере 350 млрд руб, что представители отрасли считают недостаточным.

Посмотрим, насколько успешными окажутся эти планы наладить собственное высокотехнологическое производство процессоров по топологии 5 нм к 2030 году. Сейчас это выглядит просто фантастикой. Возможно, реальность опровергнет пессимистические оценки.

По теме:

Тем временем компания «Байкал Электроникс» выиграла 9,44 млрд руб. от Минпромторга на разработку ещё двух процессоров: Baikal-L (12 нм, архитектура ARMv9, 2023 г) для ноутбуков и Baikal-S2 (6 нм, ARMv9, 2025 г) для серверов.

НЛО прилетело и оставило здесь промокоды для читателей нашего блога:

Источник

Серверный процессор

Развитие современных коммуникационных сетей, обеспечение ресурсами постоянно растущего интернетовского «гипертекста» требует разработки и создания более совершенных процессоров. Такие процессоры относятся к категории сервисных устройств и обладают более широкими возможностями, чем обычные процессоры.

Чем отличается серверный процессор от обычного?

Основные отличия серверного процессора от обычного

Главным отличием сервисного процессора является его более высокие технические характеристики. К ним относятся:

Количество ядер, которые могут быть у современных серверных процессоров, достигает нескольких десятков. Например, ведущий производитель электронных компонентов компания Интел оснастила свой процессор Xeon Platinum 8180 двадцатью восемью ядрами и это не предел. Такое количество ядер позволило увеличить количество потоков до 56. Обычные компьютеры проигрывают по этим показателям почти в три раза.

Для обеспечения высокой скорости обработки поступающей информации серверный процессор имеет высокую тактовую частоту. Работая с сетями различного уровня такой процессор должен обеспечивать надёжную связь в цепи «клиент – сервер». Большое количество клиентов потребовало от сервисного процессора работы с большим количеством оперативной памяти. Приведенный в качестве примера процессор Xeon Platinum 8180 способен поддерживать объём памяти в 768 GB. Процессоры такого уровня могут поддерживать до восьми каналов работы с памятью. Современные сервисные «камни» способны работать со многими видами памяти, в том числе и с DIMM DDR4.

Большое количество клиентов и огромный объём проходящей информации требует от сервисного процессора широких возможностей по многозадачности. Кроме этого такие процессоры должны обеспечивать бесперебойную нагрузку в течение длительного времени. Каждый процессор обязан качественно решать поставленные задачи даже в период пиковой нагрузки. Сервисный процессор обладает высокими показателями соблюдения термостойкости и при правильной организации охлаждения не превышает допустимые температурные показатели.

Внешний вид и характерные отличия

По внешнему виду серверный процессор отличается следующими особенностями:

Перечисленные особенности потребуют большего свободного пространства для размещения на материнской плате.

К остальным техническим отличиям специалисты относят:

Ещё одним существенным отличием обычного процессора от серверного это конечно его стоимость. Она значительно превышает этот показатель. Поэтому, прежде чем решиться на покупку такого «камня» необходимо тщательно взвесить все за или против.

Источник

Серверный процессор в домашнем ПК для чего стоит использовать

На какие показатели стоит обращать внимание

Основные технические характеристики, которые влияют на производительность и скорость работы:

Ну и последнее, обращайте внимание на комплектацию, особенно если заказываете ЦП онлайн. Модели с аббревиатурой OEM в описании предназначены для тех, кто занимается сборкой ПК. Часто поставляются без коробки, драйверов, сопроводительных документов обычно тоже нет.

Отметка Box – так называемый «коробочный» вариант комплектации, в который входит и упаковка и штатный кулер. Срок гарантии на модификации в box-комплектации обычно в 2-3 раза больше, чем для OEM (36 или 24 месяца против стандартных 12). Из минусов – цена на коробочные версии выше, да и мощности входящего в комплект кулера может не хватить при работе CPU в режиме повышенной нагрузки.

Никаких графических процессоров или интегрированных сопроцессоров мультимедиа

Серверные процессоры не используются для воспроизведения полной графики, более того, дизайнеры не помещают какое-либо графическое оборудование на тот же чип, что и сам процессор, поэтому у них нет встроенного GPU / ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР. Одна из причин заключается в тепловом подавлении, которое высокопроизводительный графический процессор может поставить на ЦП, поделившись с ним пространством. Мы уже говорили, что для ЦП сервера важно то, что он всегда может быть включен.

Вот почему, хотя текущие процессоры в ПК на самом деле являются SoC, в которых у нас есть несколько типов процессоров с разнородной архитектурой, процессоры для серверов по-прежнему являются однородными конфигурациями, которые, как правило, используют один тип ядра, а именно ЦП. И они не включают в себя никакой другой тип процессора.

Многие современные серверы предоставляют услуги облачных вычислений и часто содержат выделенные видеокарты с виртуализацией, это означает, что графический процессор может работать как несколько виртуальных графических процессоров асинхронно для нескольких различных удаленных клиентов.

Варианты сборки

Стоит выделить две вариации сборки ПК с серверным процессором:

Вариант со сменой только процессора подойдет пользователям, что располагают готовым ПК, где используется маломощный ЦП. К примеру, в системе используется Celeron, Pentium или Core i3, а материнская плата поддерживает установку Core i7. Тогда рационально подобрать наиболее производительный серверный аналог для имеющейся материнской платы. При этом установка ЦП в потребительскую материнскую плату не позволит использовать оперативную память с коррекцией ошибок. С другой стороны позволит увеличить производительность системы при минимальных денежных вложениях.

При отсутствии готовой системы или наличия только части комплектующих компонентов, производится сборка новой системы. Предпочтительно собирать ПК на материнской плате серверного типа в сочетании с памятью ECC. Если для выбранного сокета нет доступных серверных материнок, остается только вариант сборки с использованием бытовой материнской платы. Стоимость сборки отдельной системы выше, чем замена только процессора. За то такой вариант позволяет собрать высокопроизводительный ПК.

Рейтинг лучших серверных процессоров на 2021 год

Лучшие процессоры по цене до 30000 рублей

Intel Xeon E5-2660

Высокопроизводительный восьмиядерный CPU, произведенный по 32-нанометровой технологии, пригодится и для серверной станции и для модернизации личного ПК. По отзывам пользователей одинаково хорошо справляется и с требовательными играми и с работой со стандартным офисным ПО.

Плюс встроенная технология исправления и корректировки ошибок ЕСС и аппаратного ускорения шифрования AES.

Поставляется в OEM-комплектации, цена – 15000 рублей

Intel Xeon E3

Четырехъядерный ЦПУ со встроенным контроллером памяти и поддержкой технологии Intel vPro (удаленная диагностика работы компьютера – удаление вредоносных программ, установка обновлений ПО). Поддерживает расширенный набор облачных приложений с высокими требованиями к графике. Плюс высокая производительность, и отсутствие критического нагрева при максимальных нагрузках.

По мнению пользователей – это неплохой и сравнительно бюджетный аналог Intel i7 6700 только без встроенного графического процессора.

Комплектация – OEM, цена – 20000 рублей

Intel Xeon E-2126G

Высокопроизводительный, шестиядерный с поддержкой технологии Intel® Optane, встроенной графикой. И поддержкой DDR4-2666. Стоит учитывать, что данная модификация предназначена для работы с Windows 10. не получают нужных для корректной работы обновлений Microsoft.

Плюс встроенная графическая система с базовой частотой 350 Мгц и поддержкой 4K (воспроизведение данных в разрешении от 3840 x 2160).

Комплектация – OEM, цена – от 21000 рублей

Лучшие ЦПУ стоимостью до 70000 рублей

Xeon Silver 4214

Из линейки масштабируемых CPU второго поколения. Двенадцатиядерный чип с поддержкой технологии Intel vPro и встроенным контроллером памяти. Подойдет для оснащения серверных станций небольших и средних компаний. Производительный и эффективный, легко справляется со стандартным офисным ПО при одновременной работе нескольких пользователей, не перегревается.

Плюс два высокоскоростных канала UPI для обеспечения высокой пропускной способности и увеличения производительности. Оверлогинг (разгон), как впрочем и у большинства процессоров Intel заблокирован, но встроенная технология Turbo Boost увеличивает показатель частоты за счет использования разницы между максимальным и номинальным температурным значением. Такое решение позволяет повысить эффективность энергопотребления и при необходимости «разогнать» процессор до необходимых значений. А благодаря встроенной технологии управления инфраструктурой можно оптимизировать работу системы под потребности компании.

Поставляется в комплектации OEM, цена – 60000 рублей (со скидками в онлайн-магазинах можно сэкономить 1000-1500 рублей).

Xeon Silver 4216

Усовершенствованная версия предыдущей модели с 32 потоками и 16 физическими ядрами и поддерживаемым объемом памяти в 1 ТБ. ЦПУ поддерживает 64-разрядные приложения, технология Virtualization Technology повышает производительность и безопасность устройств ввода-вывода данных в виртуальной среде.

Модификация масштабируемая, разгон блокирован, встроенного графического процессора нет, так что Silver 4216 – это отличный вариант для работы со стандартным офисным софтом. Для работы с приложениями, требующими обработки большого количества графических данных лучше поискать другой вариант.
Поставляется в OEM-комплектации, цена – 80000 рублей

Почему популярны сборки на серверных процессорах

Покупка новых серверных процессоров за исключением крупных проектов лишена смысла. Стоимость нового ЦП обычно в 2-3 раза превышает цену аналога для массовых потребителей. Поэтому для сборки производительной и доступной системы рационально приобретать серверные процессоры с вторичного рынка.

Серверные процессоры рассчитаны на 3-5 лет работы в сервере. По окончанию эксплуатационного срока, ЦП заменяют новым или полностью обновляют конфигурацию. Обычно отработанные процессоры утилизируют, как и большинство других компонентов: оперативная память, HDD, материнские платы, платы для управления RAID массивами и т.д. При этом фактическую работоспособность комплектующие детали не теряют и способны продолжать работать в домашних сборках, в офисных ПК или рабочих станциях. Поэтому некоторые сотрудники дата центров или ответственные за утилизацию, часто перепродают списанные компоненты.

Интерес пользователей к списанным ЦП возник благодаря доступной цене. Покупка серверного процессора в Китае до 50% дешевле БУ потребительских процессоров на местных барахолках и торговых площадках. К примеру, на местных площадках Intel i7 2600 стоит от 88 USD, тогда как аналогичная по характеристикам модель Xeon E3 1240 – 47 USD. Из-за высокого спроса китайцы быстро подняли цену, но и с учетом наценки такая покупка обходилась дешевле местных БУ аналогов.

Серверный процессор Intel Xeon E3-1240 в потребительской системной плате Gigabyte.

Помимо домашних сборок популярны конфигурации с серверными процессорами для построения рабочих станций. Рабочая станция представляет собой производительную систему для работы – рендер видео, расчет в конструкторских приложениях, проектирование и другие задачи, где важна высокая процессорная мощь. Только серверные процессоры способы предоставить высокую производительность благодаря многоядерной структуре, а так же возможности одновременной работы 2х процессоров.

Преимущества и недостатки сборки ПК на серверном процессоре

Преимущества:

Недостатки:

При использовании многоядерных серверных процессоров рекомендуется использовать кулеры башенного типа или водяного охлаждения.

При сборке на сокете 1155 проблемы и сбои в работе отсутствуют. А вот на сборках 2011 и 2011-3 часто наблюдаются проблемы с режимом сна или неверным отображением информации датчиков температуры. Поскольку большинство системных плат выпускают китайские бренды PlexHD, Kukete и Huanan, что мало уделяют внимания оптимизации и устранению некоторых ошибок. Поэтому пользователям, что незнакомы со сборкой на серверных процессорах придется изучить некоторые особенности и хитрости.

Актуальные сокеты

Наиболее интересные предложения на рынке – вторичные процессоры производства Intel, поскольку до появления линейки Ryzen у AMD наблюдался определенный застой. Поэтому рассматривать серверные процессоры AMD не целесообразно, а поклонникам AMD стоит присмотреться к сокету AM4 и TR4. На Intel актуальные сокеты 1155, 2011 и 2011-3.

Сокет 1155 интересен только в плане обновления процессора при наличии готового ПК. Собирать систему с нуля не целесообразно, поскольку платформа морально устарела. В частности не поддерживается разгон частоты, некоторые современные инструкции, а максимальное число ядер/потоков – 4/8. При этом сборки на сокете 1155 остаются востребованными ввиду наличия комплектующих запчастей. А производительности хватает для большинства игр и повседневных задач.

Сокет 2011 предлагает больше производительности при сравнительной цене сборки на 1155. При этом у процессоров в сокете больше число ядер/потоков – 6/12, 8/16, 10/20 и 12/24. Так же некоторые модели поддерживают функцию разгона частоты. Из недостатков – высокий тепловой пакет многоядерных ЦП и соответствующее потребление энергии.

Сокет 2011-3 обновленная версия 2011. Среди главных отличий – поддержка оперативной памяти DDR4, новых инструкций, а максимальная конфигурация ядер/потоков – 22/44.

Узнать больше о серверных сборках и актуальных конфигурациях поможет ресурс xeon-e5450.

ЦП сервера всегда работает

ЦП сервера будет работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и 365 дней в году. То есть с момента их установки до момента прекращения работы они будут работать все время. То есть, что переводится так: когда дело доходит до проведения тестов качества ЦП для серверов, они гораздо более требовательны, а количество процессоров, прошедших проверку, намного меньше. Вот почему они такие дорогие и редкие.

Вот почему серверные процессоры обычно работают с более низкой средней тактовой частотой на ядро, чем их настольные аналоги. Причина в том, что они спроектированы таким образом, что могут работать, даже не выключая сервер, и что он не достигает критических уровней потребления. Поэтому они не предназначены для разгона, а вся аппаратура для этой функции полностью исключена.

Меньшую тактовую частоту они компенсируют большим количеством ядер. Это позволяет ЦП запускать большее количество потоков параллельно. При этом необходимо учитывать, что современные операционные системы одновременно обрабатывают не десятки, а сотни потоков исполнения, которые будут закреплены за ядрами, свободными от центрального процессора сервера.

Можно ли ставить серверный процессор на домашний ПК

Конечно, можно. Так называемые «корпоративные» CPU не настолько отличаются по функциональности от «бытовых», чтобы можно было признать их непригодными для использования в домашних условиях.

Вот только особого смысла в этом нет. Замена штатного железа на процессоры корпоративного класса для игровых ПК – идея неплохая, но только в тех случаях, когда речь идет о более дешевых модификациях (по сравнению с игровыми) или апгрейде старого компьютера. Да и тут лучше смотреть системные требования к конкретной игре.

Какие отличия между моделями? Давайте разбирать.

Можно ли использовать эти процессоры для майнинга? Есть куда более интересные варианты. Здесь скорее речь пойдет о применении систем в играх, ведь по большому счету, именно этот аспект манит потенциальных покупателей Intel Xeon. У AMD, к слову, такого ажиотажа нет, поскольку там серверные чипы более специфические. Но мы все же склоняемся к E5-1650.

Несколько процессоров на серверах

До появления многоядерных процессоров у нас была небольшая эра, когда мы видели многопроцессорные конфигурации с одним и тем же переходником или с одним и тем же сокетом, но это длилось недолго, как только появились двухъядерные процессоры.

На рынке серверов нормально видеть несколько процессоров, установленных на материнская плата, каждый со своей розеткой. В ПК мы видели процессоры с чиплетами, но это не то же самое, поскольку они продолжают использовать один сокет, и его размер не такой, как у сокетов для серверов.

Разъем и материнская плата серверного процессора отличаются

Другой момент – это Socket, к которому подключен процессор. Тот факт, что процессор сервера намного больше, чем у ПК, требует наличия специального разъема, а вместе с ним и специальных материнских плат, предназначенных для этого рынка, которые, очевидно, намного дороже.

Серверные материнские платы имеют то, чего нет на обычных ПК, поскольку они могут иметь такие вещи, как большее количество интерфейсов Gigabit Ethernet, приемопередатчики SFP, которые позволяют использовать оптоволоконные соединения, порты SAS для подключения дисков в серверах и т. Д. Что касается оперативной памяти, многие серверные процессоры используют память ECC, которая не может использоваться с обычными процессорами, а традиционная оперативная память не может использоваться с материнскими платами и, следовательно, с серверными процессорами.

Память ECC включает в себя дополнительные биты памяти, которые обрабатываются дополнительным оборудованием в контроллере памяти и интерфейсе. Эти дополнительные биты используются для хранения кода шифрования, который записывается, когда данные хранятся в памяти. Когда данные считываются из ЦП сервера, сравниваются оба кода. Таким образом можно поддерживать целостность данных и, следовательно, информации.

Источник