Здравствуйте, дамы и господа, в этой статье объясню, почему серверные процессоры стоят дороже потребительских. В целом на этот вопрос можно ответить довольно просто: поддержка нестандартных технологий и жадность производителей, ибо корпоративный сегмент готов заплатить больше, да и позволить себе это может.
Но давайте разберём вопрос более подробно. Попробую объяснить всё простыми словами, не перегружая «айтишной» терминологией.
Серверные процессоры VS обычные: чем обусловлена разница в цене
Итак, есть у нас какой-нибудь условный Intel Xeon и Intel Core. Частоты вроде одинаковые, производительность тоже примерно на одном уровне. Но один стоит 700 долларов, а другой 2,5 тысячи. Откуда такая разница?
Итак, начнём с разницы в самих процессорах. Вообще, есть у меня статья о разнице серверных и потребительских процессоров, там подробно всё расписано, рекомендую почитать, дабы не повторяться в этой статье. Но вкратце объясню.
Потребительские процессоры рассчитаны на выполнение повседневных задач, например, для компьютерных игр, сёрфинга интернета, работы с документами. Ну, ещё и некоторых специфических задач вроде работы с видео, например, монтаж. Или работы с приложениями. Банальные AutoCad, Blender.
Опять-таки, для работы. Например, с рендерингом лучше справятся графические станции, с майнингом — фермы, ну и дальше по аналогии.
Потребительские процессоры — огрызок серверных.
Какой-нибудь Intel Core I9-9900K может обладать внушительным количеством ядер и высокой тактовой частотой. Но есть несколько существенных отличий от серверных:
Поддерживается меньшее количество технологий.
Меньшая надёжность.
Отсутствие масштабирования.
Итак, давайте разберём, что же именно влияет на конечную стоимость серверных процессоров. Про жадность производителей не забуду.
Производство и брак
К серверным процессорам намного больше требований, чем к потребительским. Серверы, да и вообще корпоративный сегмент вычислительной техники рассчитан на работу в режиме «нон-стоп». То бишь 24/7, без перебоев. Конечно, перебои всё равно бывают, но чаще всего не по причине отказа оборудования, а из-за проблем с программным обеспечением, ну или из-за тех же проблем с электроснабжением.
К серверным процессорам намного больше требований при производстве, ибо нужно обеспечить максимальную надёжность.
Соответственно, процессоры оснащаются дополнительными датчиками для отслеживания температуры, улучшенными средствами обеспечения работоспособности.
И ещё есть требования при производстве. Так называемый «допуск», например, к толщине текстолита, к температурному режиму. Каждую партию процессоров тестируют. И, предположим, у потребительских процессоров может наблюдаться, что они греются на 4-5 градусов сильнее под нагрузкой, чем это предполагалось. Их ещё могут допустить до реализации.
Серверные процессоры в таком случае отправятся в брак, так как там допустимые расхождения будут заметно меньше.
Сейчас, когда техпроцессы уменьшены, а в процессоры пихают всё больше начинки и микроконтроллеров, всё больший процент готового оборудования отправляется в брак. Если раньше это было 2-3 процента продукции, то сейчас 10-15% готовой продукции может уйти в брак. Но это про процессоры «обычные».
А у серверных процессоров этот процент может доходить до 25-30%, что немаленькое число.
Стоимость брака закладывается в стоимость реализуемой продукции, соответственно, цена серверных процессоров будет выше обычных CPU для ПК, так как в их стоимость закладывается цена бракованной продукции.
Простая математика:
Есть у нас партия 100 CPU для ПК, 15 из них бракованные. Стоимость брака будет отбита за счёт 85 проданных процессоров.
Есть у нас партия из 100 серверных процессоров. 30 из них — брак. Стоимость будет отбита за счёт 70 рабочих моделей.
И это существенная разница, которая серьёзно влияет на цену.
И это ещё речь об отработанных техпроцессах, на каком-нибудь 7-нм сейчас процент брака может достигать 50%, ибо даже маленькая пылинка способна породить бракованный продукт.
И это если говорить о готовом продукте. А как сейчас вообще производят процессоры? На самом деле, практически все процессоры — брак.
Предположим, делаем мы старшую модель Core I9, на одной пластине мы пытаемся сделать 100 процессоров.
Но на выходе получаем 5 чистых изделий, а остальные… с браком. Техпроцессы настолько маленькие, что одна мелкая пылинка, которую можно рассмотреть разве что только под микроскопом, может повредить отдельный модуль при производстве.
Но если этот модуль отрубить, то мы всё равно получим полноценный рабочий процессор, только с меньшим количеством ядер. Или более низкой тактовой частотой.
И так мы получаем процессоры младших моделей, например, Core I7, или I5. Ну, и определённый процент будет считаться «непригодным», то бишь отправится на переработку. Такая же ситуация и у AMD.
Только в корпоративном сегменте вычислительной техники требования выше, соответственно, непригодными будет признано больше готовых изделий.
А принцип производства примерно тот же.
Технологии и задачи
Итак, давайте просто бросим взгляд на серверный процессор.
Серверные процессоры, как правило, заточены под несколько иные задачи, чем потребительские модели.
Обычный процессор должен быть способен на всё, вроде бы логично. Но на самом деле функционал потребительских процессоров очень урезан. В статье о разнице серверных и потребительских CPU рассказывал об этом.
Но давайте немного повторюсь.
Серверные процессоры поддерживают масштабируемость. То бишь на одной материнской плате можно разместить несколько процессоров, например, 2 или 4. Это полезно для виртуализации или терминальных серверов. На потребительских моделях такое не встречается.
Есть поддержка памяти ECC, что очень редко встречается на обычных CPU. Это память с автоматической коррекцией ошибок. Данный тип памяти может побитово отлаживаться, исправляя ошибки без обесточивания. Для обычной памяти нужно обесточивание, чтобы избавиться от ошибок. То бишь выключение или перезагрузка устройства.
Больший объём виртуальной памяти. Например, 2 терабайта на процессор или до 6 терабайт с планками Intel Optane DC Persistent Memory.
Поддержка нестандартных технологий вроде AVX-512, AES, Total Memory Encryption, VT-x, MBE. Эти технологии нужны для улучшения работы с криптографией, обеспечения дополнительной безопасности и надёжности, например, MBE может быть использована для отладки кода ядра в режиме реального времени. А VT-x нужна для аппаратной поддержки виртуализации.
Поддержка большего количества каналов PCI Express, что позволит, например, поставить больше SSD или установить больше сетевых карт.
В общем, ещё долго можно рассказывать о дополнительных технологиях. Но для этого приходится в серверный процессор ставить большее количество контроллеров, обеспечивать большую площадь для теплоотведения.
Соответственно, серверный процессор может быть реально огромных размеров. Впрочем, есть и маленькие. Например, какой-нибудь Intel Xeon E не будет отличаться ни по размерам, ни по стоимости от обычных потребительских процессоров.
Также серверные процессоры могут обладать поистине колоссальным количеством ядер. Например, 32 ядрами и даже 40 никого не удивишь. На модели Intel Xeon Platinum 9282 вообще 56 ядер. Ampere планирует выпустить ARM-процессоры с 80 и 128 ядрами.
Для потребительских систем такое количество ядер не имеет смысла. Но если мы делаем центр обработки данных, то благодаря виртуализации мы сможем, условно, превратить один мощный сервер в десяток четырёхъядерных виртуальных серверов, которые не будут занимать физически место при этом.
Также стоит обратить внимание на кэши. Кэш заметно ускоряет работу процессора, серверные процессоры, как правило, имеют большие объёмы кэша L2 и L3.
Жадность производителей
И про это тоже не стоит забывать. С бизнеса можно выжать побольше, чем с обычных смертных.
Например, в тесте CPU-Z на процессоре Intel Core I9 11900K мы отчётливо видим поддержку AVX-512F.
Соответственно, наблюдается внедрение данного набора инструкций для потребительского сегмента. Это очень полезно для работы с нейросетями или при работе с числами с плавающей точкой.
И модель Core i9-12900K тоже поддерживала AVX-512, но при обновлении микрокода Intel просто выпилила его поддержку.
Да, это можно обойти перепрошивками и установкой модифицированного BIOS, но всё равно неприятно. Видимо, Intel очень не хотела, чтобы рабочие станции строили на базе i9-12900K, а покупали ксеончики, которые стоят заметно больше.
Подобные случаи бывали не один раз. Иногда отключение какого-либо функционала может быть оправданным, так как обнаруживается, что функционал работает неправильно. Или негативно влияет на процессор.
Но частенько причиной отключения может оказаться то, что потребительский сегмент может оказаться адекватной альтернативой серверному.
Поэтому серверные процессоры и стоят дешевле обычных
Как видим, корпоративный сегмент CPU стоит дороже моделей для ПК по вполне объективным причинам. Ну, по большей части. Конечно, это не отменяет факта жадности производителей, иногда трёх или четырёхкратная разница в цене может быть необоснованной.
На этом с вами прощаюсь, желаю успехов и высокой производительности!
