Серверные материнские платы отличия от простых. Отличие серверных процессоров от обычных для пк. Из чего состоит сервер

Процессоры продаются уже больше 15 лет, но до сих пор у пользователей остаются вопросы относительно зоны их применения. Многие считают, что дорогие многоядерные серверные чипы могут ускорить выполнение «домашних» задач и увеличить производительность в играх, а бизнесмены надеются на возможность использования процессоров в рабочих станциях. Чем же отличаются Xeon от «домашних» аналогов?

Поддержка ЕСС

Самой старой особенностью Xeon является поддержка памяти. Защита от однобитовых ошибок крайне важна для систем, работающих круглосуточно. Некоторые мейнстримовые процессоры тоже поддерживают коррекцию «на лету», но гарантировано работает она только на серверном оборудовании.

Использование нескольких процессоров

Многопроцессорность является привилегией Xeon, способного координировать распределение нагрузки между несколькими CPU. Обычные Core на такое не способны. Возможность работы в связке обозначена в первой цифре названия: E3 1246 V3 (1 – в паре не работает), E5 4627 V2 (4 – до 4-ёх процессоров). Каждый Xeon имеет собственный PCI-Express контроллер, поддерживающий определённое количество линий, поэтому их связки повышают эффективность использования PCIe сопроцессоров типа Nvidia Tesla или в определённых конфигурациях.

Многоядерность

Некоторые серверные процессоры обладают большим количеством физических ядер, вплоть до 18. Обратной стороной медали является относительно низкая частота каждого отдельного ядра. Эффективность зависит от способности программного обеспечения "распараллеливаться".

Виртуализация

Поддержка также является одной из сильнейших сторон серверного железа, но современные комплектующие позволяют получить её и на домашней системе, потратив некоторое время на поиск совместимых компонентов.

Вывод

Многоядерный Xeon не сможет увеличить производительность вашей домашней системы. Современные игры рассчитаны на обычные процессоры, имеющие 2-4 ядра с высокой рабочей частотой, поэтому 14 из 18 серверных ядер, каждое из которых медленнее аналогов из Core, будут простаивать и не принесут никакой пользы.

Разгон также не применим. Множитель у Xeon заблокирован, а серверные материнские платы не предоставляют необходимых опций. При проектировании подобных комплектующих в первую очередь заботятся об их надёжности и долговечности, а нештатное повышение частоты увеличивает риск выхода из строя.

Серверные комплектующие хороши для многопоточной обработки данных и для обеспечения надёжности. Процессоры Xeon мощны, но не предоставляют преимущества по производительности для домашнего компьютера и стоят намного дороже.

Некоторые из задач сервера:

• управления, хранения и обработки больших данных, обеспечения их целостности;
• работы с многими клиентами одновременно. Представьте, сервер играет роль терминала, на котором установлены всё необходимое программное обеспечение. Все вычисления также выполняются на нем же. Т.е. не нужны мощные компьютеры в офисе и обслуживание большого числа ПО (установка обновление и прочее) все в одном централизованном месте.

Отсюда следует , что архитектура направлена на как можно более эффективное управление сетевыми ресурсами, и обменом данных с серверным оборудованием (сетевые карты, диски, RAID-контроллерами и пр.) Процессоры настольных ПК/ноутбуков предназначены больше для «бытовой» многозадачности — для запуска многих программ и браузеров/вкладок одновременно. Они также предназначены для перемещения данных (медленно) из множества низкоскоростных периферийных устройств: клавиатур, мышей, USB-устройств, внешних жестких дисков, CD и DVD и BluRay дисков и другое. Эти процессоры предназначены для того, чтобы делать разные вещи или много мелких вещей для одного пользователя, отсюда вообще то и название персональный компьютер.

НАДЕЖНОСТЬ

Самое главное требование к серверу, чтобы он свои задачи выполнял 24 часа в сутки, 7 дней в неделю и прочее, понятно к чему я клоню. Контроль качества у серверных CPU намного более тщательный. Они проходят через все виды испытаний стрессовых условий: работа при более высоких температурах и высокой вычислительной нагрузки. Так как они должны быть рассчитаны, на работу в течение длительных периодов времени при 100% устойчивых нагрузок. Например AMD оценивает рабочий цикл линейки Opteron 5 лет при 100% нагрузке 24 / 7 против трех лет для настольных чипов.

Надежность серверов обеспечивается не только хорошим ОТК, но и рядом программных и аппаратных специальных решений:

• Повышенная стойкость памяти к сбоям, за счет интенсивного контроля за ошибками и коррекции ошибок (ECC), на всех уровнях памяти (кеш, ОЗУ)
• Дублирование и резервирование критически важных устройств (блоков питания, жестких дисков, систем охлаждения)
• Введение дополнительных датчиков контроля технических параметров (тахометры, датчики температуры)
• Наличие сторожевого таймера, который перезагрузит процессор при зависании

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Количество ядер. Серверные процессоры имею больше ядер (до 12), хотя ни один настольный процессор на данный момент не предлагает больше 8.
• Возможность эффективно функционировать в многопроцессорных системах
• Больший объем Кэша L1, L2, L3
• Поддержка большей оперативной памяти, даже старые версии серверных процессоров поддерживают 144 гигабайта оперативной памяти

Как видите технические различия описал абстрактные и без точных цифр, больше меньше, но насколько? Давайте рассмотрим конкретный пример. Берем топовый Intel Core i7 и XEON.

Резюмируем: пропускная способность системной шины в два раза больше, объем кэша больше в 6 раз, возможно подключить 768 ГИГАБАЙТ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ, и поддержка ECC — контроля за ошибками и коррекции ошибок. Но есть и другая сторона медали, это больше габаритные размеры, потребляемая мощность, и почти в 9 раз дороже.

Наиболее знаменитые представители серверных CPU, известных широкому кругу пользователей именно благодаря настольным процессорам — линейка от Intel Xeon и AMD Opteron. На этом рынке есть еще очень значимые игроки — это IMB (линейка POWER), совместная работа Intel и Hewlett Packard (HP) Inanium, Sun Microsystems — процессор UltraSPARC.

В 2004 году, с появлением новых версий процессоров Pentium 4, перед Intel стала задача - сделать новый сокет, причем желательно с хорошим запасом на будущее. В результате появился сокет LGA775, который просуществовал вплоть до 2008 года и поддерживал практически все процессоры Intel тех лет, начиная от одноядерных Pentium 4 и заканчивая четырехядерными Core 2 Quad. Большинство пользователей использовали его для среднеуровневых процессоров Core 2 Duo - по тем временам это был хороший процессор и для игр, и для работы. Однако время шло, и с появлением линейки Core i эти процессоры окончательно превратились в тыкву. Разумеется, был вариант заменить Duo на Quad, но последние стоили дорого, обеспечивая производительность ощутимо хуже, чем те же Core i7. И тут многие обратили внимание на сокет LGA771.

LGA771 это серверный сокет, то есть предназначенный для процессоров Intel Xeon. Однако Intel решили не заморачиваться, и по сути Xeon под LGA771 представляли собой обычные Quad под LGA775, но с некоторыми новыми инструкциями процессора и измененным контроллером памяти. Единственное, что они сделали, так это развернули процессор на 90 градусов (чтобы не совпадали ушки с LGA775) и поменяли местами две соседние контактные площадки:

Исправить это недоразумение нетрудно - нужно всего лишь осторожно отрезать в сокете LGA775 мешающиеся ушки, а так же наклеить специальный переходничок на серверный процессор, меняющий контактные площадки местами. И все, после этих нехитрых манипуляций любой серверный Xeon под LGA771 без проблем встанет в сокет LGA775, и более того - скорее всего корректно определится в BIOS (однако тут следует убедиться в том, что установлена последняя версия BIOS, и что она была выпущена после 2006 года, то есть после выхода Xeon; так же возможно, что придется самому выставлять напряжение и множитель процессора - для каждого Xeon их можно найти в интернете).

Однако остается последний вопрос - цена. Серверные процессоры стоят ощутимо дороже пользовательских, так почему же взять Xeon с переходничком выгоднее, чем купить Quad? Весь секрет в том, что многие компании после выхода новых серверных процессоров продают старые, и так как таких компаний много - цены на топовые когда-то Xeon оказываются очень низкими, потому что по сути они никому не нужны, особенно в таких количествах. Такие процессоры скупают китайцы и продают на AliExpress сразу вместе с переходником в среднем за 20 долларов - это около 1200 рублей:

Взять Quad за такие деньги невозможно, а купить даже саму простую новую материнскую плату и процессор выйдет раз в 5 дороже. Производительность того же Xeon E5450 в разгоне оказывается на уровне современных Pentium G4560, чего более чем хватает для просмотра 1080р видео, работы в интернете, с документами, и даже нетребовательных игр типа Dota 2, CS: GO и WoT.

Однако, если возможность поставить вместо Pentium 4 или Core 2 Duo процессоры Xeon - это скорее попытка заставить выполнять ПК десятилетней давности хотя бы некоторые современные задачи без тормозов, то для желающих собрать действительно мощный домашний ПК за относительно небольшие деньги китайцы пошли еще дальше - выпустили материнские платы стандарта ATX и даже mATX с сокетами LGA2011.

LGA2011 (не путать с LGA2011v3 - они не совместимы) - сокет под серверные и Extreme Edition процессоры от Intel поколений Sandy и Ivy Bridge (второе и третье поколение Intel Core i). Разумеется, процессоры Extreme Edition нет смысла рассматривать - стоят они очень дорого, и никакой выгоды в их покупке нет. А вот с серверными процессорами под LGA2011 все гораздо интереснее - на данный момент такие процессоры являются устаревшими, и, как и Xeon под LGA771, массово продаются по достаточно низким ценам - к примеру, E5-1660 стоит около 9000 рублей:

Этот процессор поколения Sandy Bridge имеет 6 ядер и 12 потоков с частотой до 3.9 ГГц, по производительности в многопоточном режиме он сравним с новейшим i7-7700K, однако стоит вдвое дешевле. Но, так как это относительно современный серверный процессор, ему для работы нужна регистровая память (ECC, память с коррекцией ошибок) - она так же продается на AliExpress и стоит не дороже обычной DDR3 (причины все те же - продажа старых серверов, в которых она использовалась).

Чтобы поставить такой процессор в обычный ПК, нужно купить материнскую плату формата ATX или mATX (mini-ITX нет) - таких можно выделить две, это Huanan x79 и G218a. На обеих возможен разгон процессоров, а цена колеблется в районе 9000 рублей:

То есть в сумме за 18000 рублей можно купить и материнскую плату, и процессор уровня i7-7700K, который сам по себе стоит дороже.

Однако на деле не все так радужно - с процессорами точно никаких проблем не будет, они произведены Intel, под крышкой имеют припой, и несколько лет работы в сервере им никак не повредит. А вот с материнскими плата нужно быть осторожнее - в случае с покупкой Xeon под LGA771 следует понимать, что его тепловыделение (TDP) составляет в среднем 120 Ватт, что даже больше, чем у Quad. Поэтому, если на вашей бюджетной материнской плате какой-нибудь Core 2 Duo с тепловыделением в 65 Ватт работал без проблем, то со 120 Ваттным Xeon могут быть просадки по частоте под нагрузкой, а так же излишний нагрев цепей питания процессора. И что точно придется сделать, так это поменять кулер - если 65 Ватт отведет практически любой кулер, что для отвода 120 Ватт уже желателен хороший башенный кулер с несколькими медными трубками.

В случае с Xeon под LGA2011 все еще печальнее - китайские материнские платы по качеству заведомо хуже брендовых, к тому же BIOS сделан достаточно коряво. В итоге получается игра в рулетку: запустится ли ваш Xeon на такой материнской плате, или же придется искать фиксы для BIOS (а то и вообще заказывать другую материнку). Это же касается и видеокарт - на некоторых материнских платах новые видеокарты от AMD и Nvidia банально не определяются, не все USB-порты являются загрузочными, встроенный Ethernet-контроллер может работать некорректно, и т.д.

В итоге - любая модификация, официально не разрешенная Intel, выполняется на ваш страх и риск. Если вам повезет и все заработает (или же вы сможете исправить все возникшие проблемы) - вы получите хорошее железо по низкой стоимости. Но если вы не уверены, что сможете решить возникшие проблемы, или же никогда не занимались чем-то похожим - лучше переплатите за оригинальные комплектующие.

Доброго времени суток, уважаемые посетители техноблога. Сегодня будем разбираться, нужен ли серверный процессор в домашнем компьютере. Есть ли вообще смысл строить свою систему на чипе, который изначально не предназначен для бытовых вычислений и ориентирован на глобальные расчеты.

Сразу развеем ваши сомнения насчет того, есть ли глобальные отличия между десктопными и серверными камнями. Да, по сути и нет таковых, если не считать «прожорливость» Xeon‐ов в плане TDP и работу только с регистровой ОЗУ. Ну и графического ядра у них нет, что даже плюс, поскольку оно все равно не используется.

На что положить глаз?

В 2012–2013 году серверный рынок наводнили корпоративные чипы Intel линейки Sandy Bridge‐EP и Ivy Bridge‐EP, которые по тем временам считались чем‐то монструозным и стоили более 1500$ за единицу, если закупать партиями по 1000 штук. Но возраст делает свое, а бездушная маркетинговая машина только усугубляет результат.

И тут ушлый пользователь подумал, что они могут стать идеальной и недорогой альтернативой Core i7 даже в 2017–2018 годах, причем на Aliexpress их можно купить по цене Pentium Skylake.

Итак, у вас есть игровой ПК на платформе LGA2011 и чипсете Х79, но нет самого главного – процессора. Какой вариант оптимальный на эту роль? Присмотритесь к Xeon E5‐1650 и Xeon E5‐2670. Первый имеет 6 ядер и разблокированный множитель.
Второй же – 8 заблокированных ядер, но хорошую базовую частоту в 3 ГГц, что дает отличную производительность в многопотоке.

Серверное оборудование в отличие от домашних систем обладает высокой надёжностью и производительность. На серверах могут располагаться десятки тысяч сайтов, он должен работать без остановки годами, в то время как нагрузка на домашнюю систему в разы меньше. Чтобы обеспечить высокую надёжность и вычислительную мощность серверного оборудования разработчиками применяются различные системы термоконтроля, а охлаждение установлено практически на каждом важном узе (не только на видео карте и процессоре, как на домашних ПК).

Кроме того, стоит знать, что серверные устройства позволяют производить замену важных комплектующих без выключения питания, то есть во время работы. Система оснащается огромным количеством датчиков и тестирующих программ, которые в случае выхода из строя той или иной детали выдадут сообщение администратору с просьбой замены. Сама замена произойдёт без потери данных и выключения питания, то есть все сайты на сервере будут всё время доступны.

Стоимость компонентов для серверов

Стоит учитывать, что серверы должны быть очень надёжными, коммерческий урон из-за неисправности сервера и простоя во время ремонта может доходить до миллионов рублей, поэтому производители делают серверное оборудование суперпроизводительным и надёжным. Любой серверный компонент на порядок дороже своего аналога из мира потребительской компьютерной электроники.

Например, позволят с легкостью собрать высокопроизводительную профессиональную станцию.

Модель MBD-X10DRI-LN4+-OE-ATX оснащена двумя сокетами Socket 2011, с поддержкой процессоров Intel Xeon E5-2600 v3 (установлены на суперкомпьютерах последних поколений из США и Китая).

Плата поддерживает до 24 разъёмов памяти нового стандарта DDR4 и работает с общим объёмом ОЗУ 1,5 ТБ. Как видите, разница с топовым домашним ПК, на который можно установить максимум 4 слота ОЗУ с объёмом не более 64 ГБ поражает.

Кроме того, стоит помнить, что для сервера крайне важна быстрая работа с сетью, поэтому и устанавливаются обычно гигабитные.

В отличие от рабочих станций на серверах не устанавливают много разъёмов USB, обычно ограничиваясь одним или двумя портами.

Отличие серверных материнских плат от пользовательских

Серверные материнские платы должны обеспечивать высокоскоростные приём и передачу данных, здесь нет необходимости располагать аудиоразъёмы, даже выход на монитор обычно один и тестовый (стандарта VGA), для первоначальной установки ОС. Кстати, в серверах применяются или системы от Microsoft, или же разнообразные варианты UNIX.

Для серверных станций обычно применяются процессоры от корпорации Intel. На данный момент актуальными являются семейства:

• Intel Xeon E7 (сокет LGA1567);
• Intel Xeon E5 (сокет FCLGA2011-3);
• Intel Xeon E3 (сокет FCBGA1440);
• Intel Xeon D (сокет FCBGA1667);
• Intel Itanium (сокет LGA1248);
• Intel Atom (сокет UTFCBGA1380).

У каждого из этих процессоров свои параметры, например серия E7 имеет до 45 ядер и кеш память в 45 Мб, кроме того, поддерживает до 2ТБ оперативной памяти.

Требования к обслуживанию серверных станций

Все устройства, работающие в качестве сервера, на голову опережают пользовательскую технику по производительности и мощности. Однако и стоят они прилично, ведь им приходиться работать длительное время без выключения и отдыха. Стоит знать, что серверная техника должна качественно обслуживаться. В помещении должно быть минимум пыли, обеспечиваться постоянное кондиционирование. Так, внутренние охлаждающие системы получают уже кондиционированный воздух и проще справляются с нагревом элементов сервера. Питание серверных станций должно иметь несколько резервных линий и в случае аварии сервер не должен выключаться, автоматика должна перевести его на бесперебойный источник питания, запитанный через резервную линию энергоподачи.

Серверные станции требуют круглосуточного мониторинга состояния компонентов (на каждом, критически важном узле есть датчик температуры и его работы), чтобы администратор или техническая служба при получении сообщения об аварии незамедлительно заменили вышедший из строя компонент «горячим способом», не выключая питание аппаратуры.