Однопроцессорный или двухпроцессорный сервер: различия и сценарии применения

Архитектура платформы определяет, как распределяются ресурсы и какие ограничения возникают при расширении системы.

Разберем, где разница между этими вариантами действительно влияет на работу сервера и какие исходные данные нужны для подбора конфигурации.

В этой статье:

• В чем разница между сервером с одним и двумя процессорами
• Что меняется в сервере при установке второго процессора
• Почему два процессора не означают удвоение производительности
• Для каких задач подходят серверы с одним и двумя процессорами
• От чего зависит выбор серверной платформы
• Примеры конфигураций для разных задач
• Вопросы и ответы

В чем разница между сервером с одним и двумя процессорами

Главное отличие связано с архитектурой платформы. В одном случае все вычислительные ресурсы сосредоточены вокруг одного центрального узла, во втором система использует два таких узла и распределяет между ними часть ресурсов.

Для быстрого сравнения:

При этом количество установленных микросхем само по себе ничего не говорит об итоговой скорости работы. Современная однопроцессорная платформа может иметь большое число ядер, значительный объем памяти и достаточно возможностей расширения для многих корпоративных задач.

Поэтому сравнивать такие серверы только по схеме «один или два» недостаточно. Дальше важнее понять, что именно меняется в памяти, вычислительных ресурсах и возможностях расширения при переходе на двухпроцессорную архитектуру.

Что меняется при установке второго процессора

В двухпроцессорной платформе часть ресурсов привязана к каждому процессорному разъему. Установка второго CPU увеличивает доступное число ядер и может открыть дополнительные каналы памяти и линии PCIe. Точный набор возможностей зависит от конкретной серверной платформы.

Что дает второй процессор серверу

Сервер получает дополнительные ядра и потоки. Это увеличивает общий вычислительный ресурс и позволяет одновременно обрабатывать больше параллельных операций.

Сам по себе второй CPU не гарантирует двукратного ускорения. Насколько вырастет производительность, зависит от программного обеспечения и характера нагрузки. Этот вопрос разберем в следующей главе.

Как второй процессор влияет на оперативную память

У каждого CPU есть собственные контроллеры и каналы памяти. Поэтому после установки второго становятся доступны модули ОЗУ, подключенные к его части системной платы.

В результате сервер может получить больше каналов памяти и использовать больший объем ОЗУ, если это предусмотрено платформой.

Что такое NUMA в двухпроцессорном сервере

NUMA — это организация памяти, при которой каждому CPU ближе своя часть ОЗУ.

К локальной памяти процессор обращается напрямую. Если нужные данные находятся в области, связанной со вторым CPU, запрос проходит через межпроцессорное соединение. Такой доступ обычно занимает больше времени.

Поэтому для двухпроцессорной системы важен не только общий объем памяти. Значение имеет и то, как операционная система и приложение распределяют данные между двумя областями.

Как второй процессор влияет на PCIe

Часть линий PCIe может быть связана с определенным процессорным разъемом. Поэтому на некоторых серверах без второго CPU отдельные слоты расширения остаются недоступны.

Это нужно учитывать, если в конфигурации используются:

• сетевые адаптеры;
• HBA-контроллеры;
• ускорители;
• другие платы расширения.

Важно!

Распределение линий PCIe зависит от конкретной модели сервера. Перед подбором конфигурации нужно проверить, какие слоты доступны при одном и двух установленных CPU.

Почему два процессора не означают удвоение производительности

Рост вычислительных ресурсов сам по себе не гарантирует двукратного ускорения. Итог зависит от того, сколько параллельных операций способно выполнять приложение и какой компонент ограничивает его работу.

Не все приложения используют большое число ядер

Часть программ хорошо распределяет вычисления между несколькими потоками. В таком случае дополнительные ядра могут сократить время обработки или увеличить количество одновременно выполняемых операций.

Если приложение использует ограниченное число потоков, часть вычислительных мощностей останется свободной. Добавление второго CPU тогда даст меньший прирост, чем можно ожидать по числу ядер.

Ограничение может находиться в другом узле

Скорость работы сервера зависит не только от вычислений. Предел может задавать пропускная способность памяти, дисковая подсистема или сеть.

На результат также влияет размещение данных между областями NUMA. Если приложению часто приходится обращаться к удаленной памяти, возникают дополнительные задержки.

Поэтому двухпроцессорную платформу рассматривают для нагрузок, которые действительно способны использовать дополнительный вычислительный ресурс.

Само количество CPU еще не показывает, насколько быстрее будет работать конкретная система.

— Редакция CRABBIT

Для каких задач подходят серверы с одним и двумя процессорами

Назначение системы само по себе не определяет количество процессоров. База данных, виртуальная среда или сервер приложений могут работать в обоих вариантах. Разница становится существенной с ростом нагрузки и числа одновременно выполняемых операций.

Когда обычно достаточно одного процессора

Сервер с одним процессором подходит для систем, требования которых укладываются в возможности одной платформы. Его часто рассматривают для:

• файловых и инфраструктурных служб;
• прикладных систем с умеренной нагрузкой;
• резервного копирования;
• небольших и средних баз данных;
• виртуальной среды с ограниченным числом машин;
• внутренних корпоративных сервисов.

В этих сценариях установка второго процессора может не дать практической пользы, если текущие приложения уже получают необходимые вычислительные мощности.

Когда рассматривают два процессора

Двухпроцессорные серверы используют в проектах, где на одном физическом узле нужно выполнять много параллельных операций или размещать несколько ресурсоемких систем.

К таким сценариям могут относиться:

• плотная виртуализация с большим числом виртуальных машин;
• базы данных с высокой вычислительной нагрузкой;
• аналитические системы;
• ресурсоемкие корпоративные приложения;
• одновременная работа нескольких тяжелых служб.

При этом даже для перечисленных задач два процессора нужны не всегда. Итоговый выбор зависит от фактической нагрузки и требований программного обеспечения.

От чего зависит выбор серверной платформы

Количество процессоров определяют по параметрам конкретной системы. Для подбора важны характер вычислений, требования программ, объем памяти и состав дополнительного оборудования.

Как характер нагрузки влияет на выбор

В первую очередь оценивают, сколько операций система должна выполнять одновременно и насколько хорошо задача распределяется между вычислительными ядрами.

Для параллельных вычислений может быть полезно большее количество ресурсов в одном узле. Если приложение использует ограниченное число потоков, увеличение их числа может не дать заметного результата.

Почему нужно учитывать требования программного обеспечения

У прикладных систем есть собственные ограничения по поддерживаемому оборудованию, числу ядер и способу распределения вычислений.

Отдельно проверяют условия лицензирования. Для части программ стоимость зависит от количества ядер или установленных CPU, поэтому аппаратную конфигурацию рассматривают вместе с лицензионной моделью.

Когда память и платы расширения влияют на выбор

Иногда определяющим становится не число вычислительных ядер, а требования к ОЗУ и дополнительным устройствам.

Если системе нужен большой объем памяти, несколько сетевых адаптеров, HBA-контроллеры или ускорители, при подборе учитывают возможности конкретной платформы по размещению этих компонентов.

Нужно ли учитывать рост системы

Да, если нагрузка со временем будет увеличиваться. Например, может вырасти число виртуальных машин, пользователей или одновременно работающих служб.

Запас выбирают под ожидаемый сценарий развития. Его объем зависит от проекта, поэтому универсального процента здесь нет.

Для выбора между одним и двумя процессорами нужны данные о нагрузке, программном обеспечении, памяти, дополнительных устройствах и предполагаемом росте системы. По этим вводным уже подбирают конкретную платформу и конфигурацию.

Серверы для разных задач

Показать варианты →

Примеры конфигураций для разных задач

Ниже три сборки на базе оборудования из каталога CRABBIT. Они показывают, как требования конкретной нагрузки влияют на выбор процессорной схемы и остальных компонентов.

1. Сервер для 1С и СУБД — HPE ProLiant DL325 Gen11

Для размещения 1С и СУБД на одном физическом узле можно использовать однопроцессорный HPE ProLiant DL325 Gen11. В такой задаче важны производительность отдельных ядер, объем оперативной памяти и скорость работы с данными.

Пример конфигурации:

• HPE ProLiant DL325 Gen11;
• 1 × AMD EPYC 9174F, 16 ядер, 4,1 ГГц;
• 384 ГБ DDR5 RDIMM;
• 2 × 480 ГБ NVMe для системы;
• 4 × 1,92 ТБ NVMe для рабочих данных;
• резервные блоки питания.

Почему здесь один процессор. EPYC 9174F дает 16 ядер с высокой базовой частотой, а выбранная платформа позволяет задействовать 12 каналов памяти. Для 1С и СУБД такая компоновка делает упор на производительность ядра и быстрый доступ к данным. Потребность в двухпроцессорной системе появляется уже при более высокой вычислительной нагрузке или размещении дополнительных служб на том же узле.

2. Сервер для виртуализации — Dell PowerEdge R760

Для среды с большим числом виртуальных машин можно использовать Dell PowerEdge R760 с двумя Intel Xeon Gold 6542Y. Такая сборка рассчитана на размещение нескольких корпоративных систем на одном физическом узле.

Пример конфигурации:

• Dell PowerEdge R760;
• 2 × Intel Xeon Gold 6542Y;
• 512 ГБ DDR5;
• 2 × 1,92 ТБ SSD SAS;
• 4 × 3,84 ТБ SSD SAS;
• PERC H965i;
• 2 × 1400 Вт.

Почему здесь два процессора. Пара Xeon Gold 6542Y дает 48 физических ядер, которые можно распределять между виртуальными машинами. 512 ГБ оперативной памяти рассчитаны на одновременную работу нескольких систем, а отдельные группы SSD позволяют разделить системные и рабочие данные.

3. Сервер для машинного обучения — Supermicro SYS-821GE-TNHR

Для обучения нейросетей и других задач с интенсивными вычислениями на GPU подходит Supermicro SYS-821GE-TNHR. Основную нагрузку здесь принимают графические ускорители, поэтому центральные процессоры работают как часть общей вычислительной системы.

Пример конфигурации:

• Supermicro SYS-821GE-TNHR;
• 2 × Intel Xeon Gold 6548Y+;
• 1 ТБ DDR5;
• 8 × NVIDIA H100 80 ГБ;
• 2 × M.2 NVMe для системы;
• 8 × 3,84 ТБ NVMe для рабочих данных;
• 6 × 3000 Вт с резервированием 4+2.

Почему здесь два процессора. SYS-821GE-TNHR изначально рассчитан на двухпроцессорную компоновку и восемь графических ускорителей. Центральные процессоры обслуживают передачу данных, устройства ввода-вывода и работу остальных компонентов узла. Здесь выбор двух CPU определяется устройством самой GPU-системы.

Вопросы и ответы