伺服器CPU

伺服器CPU

伺服器CPU,顧名思義,就是在伺服器上使用的CPU(Center Process Unit中央處理器)。伺服器是網路中的重要設備,要接受少至幾十人、多至成千上萬人的訪問,因此對伺服器具有大數據量的快速吞吐、超強的穩定性、長時間運行等嚴格要求。所以說CPU是計算機的“大腦”,是衡量伺服器性能的首要指標。伺服器的CPU仍按CPU的指令系統來區分,通常分為CISC型CPU和RISC型CPU兩類,後來又出現了一種64位的 VLIW(Very Long Instruction Word超長指令集架構)指令系統的CPU。

分類


CISC型CPU

CISC是英文“Complex Instruction Set Computing”的縮寫,中文意思是“複雜指令集”,它是指英特爾生產的x86(intel CPU的一種命名規範)系列CPU及其兼容CPU(其他廠商如AMD,VIA等生產的CPU),它基於PC機(個人電腦)體系結構。這種CPU一般都是32位的結構,所以我們也把它稱為IA-32 CPU。(IA: Intel Architecture,Intel架構)。CISC型CPU主要有intel的伺服器CPU和AMD的伺服器CPU兩類。
(1)intel的伺服器CPU
(2)AMD的伺服器CPU

RISC型CPU

伺服器CPU
伺服器CPU
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的縮寫,中文意思是“精簡指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer)指令系統基礎上發展起來的,有人對CISC機進行測試表明,各種指令的使用頻度相當懸殊,最常使用的是一些比較簡單的指令,它們僅占指令總數的20%,但在程序中出現的頻度卻佔80%。複雜的指令系統必然增加微處理器的複雜性,使處理器的研製時間長,成本高。並且複雜指令需要複雜的操作,必然會降低計算機的速度。基於上述原因,20世紀80年代RISC型CPU誕生了,相對於CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統,還採用了一種叫做“超標量和超流水線結構”,大大增加了并行處理能力(并行處理是指一台伺服器有多個CPU同時處理。并行處理能夠大大提升伺服器的數據處理能力。部門級、企業級的伺服器應支持CPU并行處理技術)。也就是說,架構在同等頻率下,採用RISC架構的CPU比CISC架構的CPU性能高很多,這是由CPU的技術特徵決定的。目前在中高檔伺服器中普遍採用這一指令系統的CPU,特別是高檔伺服器全都採用RISC指令系統的CPU。RISC指令系統更加適合高檔伺服器的操作系統UNIX,現在Linux也屬於類似UNIX的操作系統。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟體和硬體上都不兼容。
目前,在中高檔伺服器中採用RISC指令的CPU主要有以下幾類:
(1)PowerPC處理器
(2)SPARC處理器
(3)PA-RISC處理器
(4)MIPS處理器
(5)Alpha處理器

VLIW型處理器

VLIW是英文“Very Long Instruction Word”的縮寫,中文意思是“超長指令集架構”,VLIW架構採用了先進的EPIC(清晰并行指令)設計,我們也把這種構架叫做“IA-64架構”。EPIC處理器主要是Intel的IA-64(包括Intel研發的安騰處理器)和AMD的x86-64兩種。

優點


從當前的伺服器發展狀況看,以“小、巧、穩”為特點的IA架構(CISC架構)的PC伺服器憑藉可靠的性能、低廉的價格,得到了更為廣泛的應用。在網際網路和區域網領域,用於文件服務、列印服務、通訊服務、Web服務、電子郵件服務、資料庫服務、應用服務等用途。

缺點


IA-64微處理器最大的缺陷是它們缺乏與x86的兼容,而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟體,它在IA-64處理器上(Itanium、Itanium2 ...)引入了x86-to-IA-64的解碼器,這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器並不是最有效率的解碼器,也不是運行x86代碼的最好途徑(最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86代碼),因此Itanium 和Itanium2在運行x86應用程序時候的性能非常糟糕。這也成為X86-64產生的根本原因。
最後值得注意的一點,雖然CPU是決定伺服器性能最重要的因素之一,但是如果沒有其他配件的支持和配合,CPU也不能發揮出它應有的性能。

區別


1.指令集不同
家用或者用工作用電腦配備的普通CPU,通常為CISC複雜指令集,追求指令集的大而全,盡量把各種常用的功能集成到一塊,但是調用速度和命中率相比伺服器CPU較低一些。伺服器CPU的指令一般是採用的RISC(精簡指令集)。這種設計的好處就是針對性更強,可以根據不同的需求進行專門的優化,能效更高。
2.緩存不同
緩存也決定著CPU的性能,由於伺服器CPU對運算性能要求高,所以伺服器CPU往往應用了最先進的工藝和技術,並且配備了一二三級緩存,運行能力更強。伺服器CPU很早就用上了3級緩存。普通cpu是近幾年才用上了緩存技術。
3.介面不同
伺服器cpu和普通cpu介面往往不同,目前伺服器CPU介面大多為Socket 771、Socket 775、LGA 2011LGA 1150相比普通CPU介面儘管不少相同,但實際上搭配的主板並不相同。伺服器cpu配備的主板通常沒有顯卡卡槽,因為CPU自帶的核心顯卡即可滿足需求,並且其CPU匯流排帶寬比家用CPU高。
4.穩定性要求不同
伺服器CPU是為了長時間穩定工作而存在的,基本都是設計為能常年連續工作的。伺服器CPU相比家用CPU在穩定性和可靠性方面有著天壤之別,一般伺服器都是365天開機運行,只有偶爾停機維護,對穩定性要求極高。
普通CPU則是按72個小時連續工作而設計的,家用電腦在不使用時,我們還是習慣讓他保持關機狀態,一般每天都會關機。
5.多路互聯支持不同
多路互聯是伺服器上的一項技術,比如伺服器主板可以同時擁有多個CPU插槽,可以同時安裝多個CPU,這個就是CPU多路互聯技術,這項技術目前只有伺服器CPU才支持,普通家用電腦,一塊主板只可以安裝一個CPU,不支持多路互聯。
6.價格不同
由於伺服器CPU針對高穩定性設計,在用料上一般都是選用優質材質,並且支持多路互聯和長時間工作,和相同性能的普通CPU比,價格自然也是更高。此外,高端伺服器CPU更上運用大量的最新先進技術,價格更貴,因此一般伺服器CPU價格都在千元以上,高端伺服器CPU都是在萬元以上,甚至幾十萬。