Выбор сервера по процессору

11 октября, 2014
Центральный процессор — это своеобразное сердце компьютерной системы. Сегодня на рынке Вы обнаружите широкий ассортимент процессоров от всевозможных производителей, чтобы купить мощный сервер необходимо достаточно хорошо разбираться в современных технологиях.

Основные параметры процессорной системы (именно системы, ведь процессоров зачастую несколько):

    Количество процессоров;
    Частота процессоров;
    Объем встроенной кэш-памяти.

Благодаря всемирно известной компании Intel частота процессора (количество операций, которое за секунду способен выполнить процессор) долгое время была единственным показателем производительности. Отчасти в этом есть разумное звено, ведь «медленный» процессор действительно может не успеть обработать все поступающие данные и тем самым свести производительность всей системы к нулю. Если не принимать во внимание иные факторы, то математика проста – чем выше частота процессора, тем выше производительность всей системы.

Кэш-память – это, разумеется, один из самых значимых параметров при работе с базами данных. Кэш-память – это память, встроенная в процессор и служащая для маскирования обращений к оперативной памяти. Процессор в любом случае гораздо быстрее оперативной памяти в десятки раз. При недостаточном объеме кэша процессор начинает пропускать такты до тех пор, пока данные из оперативной памяти не подгрузятся.

Это не является проблемой, например, при передаче крупных объемов данных, таких как видео-контент, ведь при этом данные не проходят непосредственно через процессор. Кэш важен в первую очередь для работы с плотными массивами данных, например с базами данных. Это объясняется тем, что при работе с базами данных происходит почти случайное обращение к различным точкам на жестких дисках, а при большом объеме данных, время, которое тратится на поиск, становится чрезмерно длительным.

Чтобы сократить время выполнения этого процесса недавно запрошенная информация перемещается в процессорный кэш через оперативную память. Как правило, базы данных доступны немалому количеству людей и чем больше кэш, тем больше пользователей смогут получать данные одновременно.

Далее обратимся к ситуации на сегодняшнем рынке процессоров для «легких», «средних» серверов. Рынок поделен между двумя лидерами Intel и AMD с их линейками, Opteron, Itanium, Xeon. Для того, чтобы выяснить в чем различие между ними, нам необходимо подробнее рассмотреть их характеристики.

XEON (Intel)

Процессор оказался на рынке достаточно давно и отличается неплохой производительностью за умеренные деньги. В наши дни на рынке представлен ассортимент моделей с частотами 1,5 – 3,66 Ггц, с объемами кэш-памяти 3-го уровня от 1 до 8 Мб. У рассматриваемых процессоров есть существенный недостаток – для подключения нескольких процессоров используется общая полудуплексная шина, которая становится «узким местом» Вашей системы, в случае интенсивного обращения к оперативной памяти.

Шина имеет не столь высокие показатели для сервера: скорость 400 МГц и разрядность 128 бит, а максимальная скорость передачи данных – 6,4 Гб/сек. Единственный способ понизить нагрузку на шину в этих условиях – это увеличение объема кэш-памяти. Мы наблюдаем это на современном рынке, ведь выпускаются модели с индексами DP (с возможностью использования в 2-процессорных серверах) и MP (для 4-процессорных серверов).

Процессорные системы на базе XEON не поддерживают свыше четырех процессоров.
ITANIUM (Intel)

ITANIUM появился на рынке сравнительно недавно. Это семейство процессоров отличается от прочих более низкими частотами, достаточно большим объемом кэша 3-го уровня (до 9 Мб) и расширенной поддержкой 64-битной архитектуры.

К сожалению, рынок принял эти процессоры неоднозначно, в результате завышения цен и сложности создания платформ, совместимых с ними. Немалую роль сыграл и отказ корпорации Microsoft от поддержки процессоров ITANIUM. Все указанные факторы определили нынешнее положение этих процессоров на рынке, в качестве процессоров высшего уровня, применяемого в сфере построения высокопроизводительных многопроцессорных систем (от 64 до 256 единиц).

К тому же оправдано и использование в составе таких элементов, как кластеры. Хотя издержки на передачу данных между разными процессорами всегда ставят производительность кластера на второй уровень после производительности полноценной многопроцессорной системы.
OPTERON (AMD)

Семейство серверов, представленное компанией AMD, не имеет принципиально новых технологий, за исключением полноценной поддержки 64-битной архитектуры. В этом вопросе серверы AMD обошли компанию Intel, чья технология EM64T скорее является эмуляцией 64-битного режима.

От серверных процессоров Xeon они отличаются следующим: процессоры подключаются к единой коммутируемой памяти, следовательно, каждый процессор получает доступ к нужному участку памяти по общему каналу. Такая архитектура позволяет обеспечить большую когерентность памяти, чем шинная.

В результате системы AMD лучше масштабируются, и скорость их отклика обычно оказывается выше. На рынке есть выбор моделей с частотами 1, 4 – 2,8 ГГц с маркировками 1xx (1-процессорные сервера, рабочие станции), 2xx (сервера, станции до 2-х процессоров) и 8xx (до 8 процессоров). Небольшой, казалось бы, объем кэша 2-го уровня (1 мб) полностью компенсируется шиной высокой производительности HyperTransport, которая поддерживает частоту в 1 ГГц (для Opteron’ ов предыдущего поколения – 800 МГц).

Все вышеперечисленное актуально при подборе многопроцессорной системы. Выбор какой-либо конкретной архитектуры может быть осуществлен лишь после анализа предъявляемых к серверу задач. Мы можем дать Вам лишь следующие общие рекомендации.

Процессоры Xeon идеально подходят для файл-серверов и других систем, которые не будут обрабатывать большое количество незначительных запросов одновременно. Процессор при таких задачах не «прогоняет» через себя (то есть и через свою шину) чрезмерный объем данных, следовательно «узкое место», характерное для серии Xeon не будет радикально влиять на производительность. Более того, из-за технических особенностей невозможно установить на один сервер свыше четырех таких процессоров.

Частота Opteron-ов меньше, чем частота процессоров Intel, однако они имеют другие преимущества, а именно – аппаратную поддержку 64-битной архитектуры и высокую пропускную способность. Эти серверы способны адресовать практически ничем не ограниченный объем оперативной памяти. Оптимальное применение процессоров Opteron – для поддержки баз данных. Чтобы обеспечить высокую производительность Вы можете поставить на один сервер до восьми процессоров.

Процессоры Itanium по нескольким причинам не сыскали популярности среди «легких» и «средних» систем. Основные причины – завышенная стоимость процессоров и их «родных» платформ. Кроме того проблема, характерная еще для Xeon’ ов осталась нерешенной, а именно – перегруженность процессорной шины. В новом чипсете E8870 проблема решена напрямую, то есть 8-процессорная система на Itanium’ах – это кластер из двух 4-процессорных серверов, которые связаны по полнодуплексной высокоскоростной шине (скорость передачи данных 12,8 Гб/сек). Но сама идея кластера уже предполагает снижение производительности за счет времени, потраченного на передачу данных от одного узла на другой. Все вышеизложенное прямо указывает, что для четырех-, восьмипроцессорных систем процессоры Opteron более актуальны.

Учитывая невысокие частоты процессоров Itanium, помните, что нет смысла применять их на серверах среднего класса. Оптимально применять эти процессоры лишь в крупных многопроцессорных системах (более 32 процессоров).

Теперь коротко о многоядерных процессорах. Оснащение процессора несколькими ядрами – это в первую очередь попытка получить преимущества кластера (возможность распараллелить процессоры) при отсутствии ее недостатков (низкой скорости коммутации узлов кластерной системы). Несомненно, установка 2-ядерного процессора не окажет отрицательного влияния на производительность, но также и не даст существенных преимуществ. Двухядерность имеет смысл в распараллеливаемых приложениях, в тех, которые обрабатывают одновременно большое количество запросов. Например, сервер на четырех двухъядерных 3 ГГц Opteron’ ах Ваша операционная система будет определять как 16-процессорную систему с частотой 1,5 ГГц для каждого процессора.
Поделиться:

Фото: иллюстрация, shutterstock.com / Getty Images