Общо показвания

RETRO-PC-MANIA e място за ревюта и тестове на компютърна техника.

Нашата цел е да ви предоставим възможно най-пълна информация за качествата и производителността на компютърната техника.

Нашата мисия е да покажем и анализираме всички вреди от работата и употребата на компютърна техника и да ви препоръчаме модели с възможно най-малко негативни за здравето влияния.

Предлагаме на вашето внимание богат фото- и видео-материал, резултати от популярни тестови пакети, демонстрираме техниката чрез актуални игри.

Използваме съвременна измервателна техника и методики за отчитане качествата на дисплей, консумация, температура, както и на вредите от ползването им.

Материалите в този блог са само авторски.

Що е то сървър и има ли нещо общо с потребителски компютър?

Септември, есен, Университетът на Retro-PC-Mania отвори врати. Първата лекция, която проведохме бе за разликата между сървърната платформа и тази на стандартен потребителски компютър.
Лекция е грешно определение, защото такъв вид обучение предполага зубрене. При нас бе организирана дискусия между софтуерен специалист и хардуерни маниаци. В обкръжението на практика и желязо, а не на философия и сухи параметри.
Какво точно е сървър, дали сервитьор, който сервира информация на клиенти или слуга, който служи на за световна конспирация, може да научите от Интернет. При нас нещата се получиха много по-забавни, необичайни и лесни за асимилиране.
Какво е сървър в светлината на разликата му с потребителски компютър? Представете си сървъра като влакова композиция, а домашният компютър като автомобил. Ако щете и като състезателен автомобил, защото 6-ядрените Core i7 в тази аналогия кореспондират с 12-цилиндровите автомобили.
Като цяло автомобилът е по-бърз от влака, тъй както потребителския компютър в Super Pi е по-бърз от сървъра или от работната станция. Но от друга страна един скоростен влак, който на практика няма ограничение откъм динамични показатели по-скоро би могъл да мери сили със самолет, а не с някакъв си петролен автомобил бил той и Lamborgini.
Мощта на влака спрямо тази на автомобила е аналогична на тази която имат сървърните многопроцесорни системи като GFLOPS спрямо изчислителните ресурси на домашния десктоп.
Емоцията при говоренето за мощност и скорости е много голяма, но сравнението между влак и автомобил, сървър и домашен компютър има много по-важна цел. Товарът!
Влакът дори и като обвивка да е по-бавен от бързия автомобил, той може да 3 часа да превози стотици хора от точка А до точка Б. Автомобил би могът между същите две точки да достигне и за два часа, но ще превози само 5-ма човека.
Същото е и компютрите. Тяхната цел е не да светят и да смятат Super Pi и 3DMark за да се хвалят зевзеците по форумите. Целта на компютърните системи е обработка (пренос, доставка) на масиви от информация. Тук сървърните машини са многократно по-ефективни от потребителските компютри. Не става въпрос само за обработка на заявки от сайтове и други абстрактни задачи, както мислят някои потребители. Сървърната платформа обработва в няколко потока сложна информация като CAD проекти, видео рендериране, математически изчисления, мултимедийно декодиране и т.н. Поради което съществуват мощни, товароносими Workstation платформи, базирани на сървърна платформа. Тях бихме могли да дефинираме като автовлакове, ТИР-ве. Защото се движат по същите пътища и правила като автомобилите.

Обсъждаме разликите...

Започваме с процесорите

Ядрата на работна станция
  • Сървърните платформи могат да имат няколко процесора, тъй както влак може да има няколко локомотива. Да сте чували за автомобил с няколко двигателя?
  • Процесорите Xeon имат кеш до 60MB, Core i7 в най-добрият случай достигат до 20MB то когато говорим за преименован от Xeon, Core i7 за сървърната платформа LGA2011. Иначе стандартните Core i7 имат едва 8MB кеш;
  • За какво е кешът? За същото както и оперативната памет. Кешът на процесора е много, много по-бърза оперативна памет и ако е голям в него се разрежда много информация, която се обработва по-скоростно отколкото от оперативната памет;
  • Като стана въпрос за оперативна памет, стандартен потребителски процесор може да индексира най-много 64GB, обикновено едва до 32GB. Сървърните процесори индексират до 1.54TB памет;
  • Ядрата? В най-добрия случай потребителски процесор има 6 физически ядра, а най-често едва 2 ядра, по-заможните потребители имат Core i7 с 4-ри ядра. За процесор Intel Xeon 6- и даже 8-ядра са толкова малко в сравнение с 22-ядрените му представители, че се ползват само в базов клас работни станции.
Дотук някак си фокуса остана само върху Intel процесорите. Всички се съгласихме, че Intel предлагат една и съща архитектура от 30 години насам, а AMD са просто Intel клонове на същата x86 архитектура. Наистина има други архитектури, предлагани даже от самите Intel, например Itanium, а от скоро и Xeon Phi. Наистина е смешно колко усилия хвърлят младежи с нулеви познания по информатика да обсъждат с какво една архитектура на Intel била по-нова от друга. Посмяхме се и ние.
Знаете ли, че разполагаме и с наистина различни архитектури в магазина ни? SPARC на Sun и Power на IBM. Споменахме и за процесорите на IBM, които без клок достигат до 5GHz, а новият им Power9SU ще бъде с 24 ядра и 120MB кеш. Цялата тази мощ се ползва за изкуствен интелект на дрони и роботи и авиониката на над 5-то поколение изтребители. Нещо, за което нито Русия, нито Европа имат технологическа мощ да конкурират САЩ.

Продължаваме с оперативните памети

 
FB-DIMM памети в сървър на IBM

Основната разлика между домашният ви компютър и сървърната машина е, че ползвате склонна към изглупяване памет, докато при истинските компютри е вградена ECC (Error-correcting code) или памет с корекция на грешките. Без да се впускаме в подробности в тази уводна дискусия, споменахме, че паметите са склонни с времето да натрупват грешки. Не, че силицият може да греши, но при висока температура и некоректно напрежение това се случва. И с течение на времето се трупат грешки, сини екрани и обръщения към нечии майки.
Сървърните памети имат буфери, алгортитми за проверки и сами поправяне на възникнали грешки. Което е нормално, те тяхната работа е 24 часа в денонощието, 365 дни в годината (освен, ако не е високосна). При домашните компютри чистите грешки чрез рестарт на три дни или син екран месечно, ако не го рестартирате.
Хубавата новина за домашния потребител е, че сървърната памет заради тази проверка и поправка работи 5-10% по-бавно от неговата, стандартна или геймърска памет.
Но сървърните платформи работят в 4-, 8- и повече канален режим на паметта, докато потребителските машини имат едва двуканален режим. Връщайки се към автомобилната аналогия, представете си паметите като ленти на магистрала. Какъв поток от пътници и товари би пропуснала двулентова магистрала и какъв 8 лентова? Същото е и с каналите на паметта. В крайна сметка ще имате 5-10% по-бързи плочки на канал, но това с лекота се надминава от сървърната машина с 200-400% повече информация през повечето канали.
Знаете ли какво е най-важното качество на паметта? Количеството! Колкото повече, толкова повече. Потребителска машина работи с до 32GB памет, сървърна платформа с до 1.54TB на процесор, което си е 50 пъти повече.

Видеокартите

Графични слотове на сървър, защо са му толкова?

Времето напредваше, затова  съкратихме огромния пакет от информация само до най-същественото. Сървърите и работните станции стават все могъщи машини за изчисления. А най-добри в еднотипните изчисления са видеокартите с огромен брой процесорни блокове (Cuda при NVidia).
Разликата между CPU и GPU за изчисления са като между майстор-готвач и машина, например за палачинки. Майстор-готвачът може да приготви всяко ястие, макар и не много бързо. Машината за палачинки може да направи чудни палачинки в промишлени количества, за което на готвача ще му е необходимо в пъти повече време.
Видеокартите са отлични за някои паралелни изчисления, но не могат да заместят централния процесор.
Съществува разлика между професионалните видеокарти Quadro или FirePro и потребителските GeForce или Radeon. Някога тя бе основно на драйверно ниво, сега има и значителни хардуерни различия, например в обема памет.
За изчислителните нужди на сървърните машини се произвеждат "видеокарти" като Tesla, а от скоро и графичното развитие на Larrabee под формата на Xeon Phi.

Дисковата система


По примера на дисковия контролер, ще ви учудим, че сървърните машини нямат в повече само един или два процесора и няколко канала памет. Сървърната система има много подсистеми, всяка от които се управлява от процесор, памет и даже собствен BIOS.
Така е например при RAID/SAS контролера, който е отделна платка с процесор, оперативна памет и дори батерия за запазване на информацията в тази памет, ако случайно възникне аварийна ситуация. Тази памет е като кеш за информация. Няма нужда да чакате обработената информация да се запише на дисковете, достатъчно е тя да влезе в тази бърза памет.
Дисковите контролери на сървърите във времената на SSD са нещо като отживелица, но техните безкрайни възможности за паралелно свързване на дискове могат да ускорят многократно работата и на твърдотелни дискове. Могат значително да подобрят и сигурността.
Тези контролери могат да работят с много дискове, много, наистина много. И го правят толкова добре, колкото никой интегриран SATA контролер.
Обсъдихме накратко предимствата и недостатъците на свързването в RAID 1, RAID 0, RAID 10 и други производни на основните дискови масиви. 
С информацията шега не бива. Само за няколко месеца в домашен компютър тя е по-ценна от цената на желязото, а при сървър цената ѝ надминава тази на машината да хиляди долари само за секунди.
По отношение на дисковата система сървър и работна станция спрямо домашен компютър са като самолетоносач към скутер.
Въпреки, че донякъде мощният външен контролер е отживелица, той влияе на производителността. По-точно липсата му влияе, защото потребителските машини имат псево-RAID контролер, където контролирането се извършва от централния процесор на системата, който горкия и без това е натоварен с толкова много задачи. При сървъра дисковата система си има собствен процесор. Което е по-скоростно, надеждно и ефективно.

Мрежовата система

iLO системата за дистанционен мениджмънт, която освен процесор има и собствена памет

Отново имаме отделна подсистема със свой интелект, процесор и памет. Скоростите на сървърната мрежа са многократно по-големи от тази на домашен компютър, затова се ползва и оптика. А многото PCI-e слотове, особено в малък формат са за паралелна работа на няколко високоскоростни мрежови карти.
Друга уникална особеност на сървърите е администрирането им чрез мрежова връзка. Може да правите диагностика, да стартирате и спирате машината, да изключвате ядра, банки памет, твърди дискове, които да замените без да спре машината. 

Охлаждане, захранване и др.

При сървърна платформа не е пестено от нищо, всичко е най-висша проба качество. Питали ли сте се защо в сървър почти няма кондензатори както в обикновен компютър, които да цъфват след време? Всичко е изчислено, оразмерено, ползвана е най-чиста мед. Всичко работи перфектно, какво да филтрират тези кондензатори? 
Охлаждане, захранване, дънна платка, подизпълнители за производството им... нищо по-малко от най-доброто. При стандартен компютър имаме сбирщайн от елитни компоненти от нисък клас. Нисък в сравнение с този на сървър или работна станция.

Софтуерна поддръжка и операционна система

Вероятно сте се питали защо Windows Server струва многократно повече от Windows 7? Сред основните причини е, че и най-добрият хардуер с дървен драйвер е като Ferrari с калпав шофьор. Или ще кара много бавно, или ще катастрофира светкавично.
При професионалните машини драйверите за професионалните им и скъпо платени операционни системи са мислени, не са написани за отбиване на номера и до излизане на следващия модел. 
Мога да ви дам пример с Thinkpad, чиито драйвери се пишат в Япония. Вземете един Thinkpad T61, модел използван от НАСА все още на МКС. Доскоро той имаше толкова добра поддръжка откъм драйвери, че най-нов MSI с чудовищни параметри работеше по-бавно и бъгаво от древната машина.
И още нещо, има универсални операционни системи и такива написани специално за даден хардуер. Познайте, когато производител на хардуера сам си пише ОС за желязото... дали пък системата хардуер-софтуер не работи много по-добре? Например системите на Sun за собствените SPARC динозаври.
Всички супер системи са UNIX базирани с отлична поддръжка на супер машини за единичен потребител с бюджета на милионен град зевзеци с Core i7-ци. 

Нивата памет

Когато се обработва информация най-важна за скоростта на процеса е достъпът до паметта. Същото като при човек е: визуална, тактилна, краткотрайна, дълготрайна памет, инстинкти и т.н.
Най-бърза разбира се е тази памет, най-близка до изчислителните блокове на процесора. Самият процесор в основната си част е памет с нива L1, L2 и L3. L1 е най-бързата, мигновена памет. 
Оперативната памет може да се разглежда като L4. Дисковете могат да бъдат означени като L5, но ако има дисков контролер със собствена памет, тогава тя е L5 и е доста близко като скорост до L4. Всъщност дисковете си имат собствен кеш, памет.   
Знаете ли, че най-бързата памет след L3 всъщност е тази във видеокартата? А самите видеокарти вървят към интеграция на паметта в периферията на графичния процесор. Нещо, което някога ще се случи и с оперативната памет. Графичната платка обаче си е отделна губерния, която си прави палачинките, а системата има нужда от комплексна храна.

Изводи

Всяка сървърна платформа се състои от няколко подсистеми, които сами по себе си са отделен компютър. Това е с цел освобождаване на главния процесор само за съществени задачи. 
Дори оперативната памет памет (RDIMM) при сървъра има собствен процесор за корекция на грешки и разпределение на работата в огромни масиви. Процесор и памет имат дисковата и  мрежовата подсистема. 
Цялата тази скъпа сложност има една цел, сигурност, скорост и възможно най-голяма товароносимост.
Стандартните компютри нямат нищо общо с тези принципи. Тяхната цел е работа ден за ден и надеждата, че на Нова година, Черен петък най-накрая ще се купи нещо различно.

Предложение

Предлагаме ви да пропуснете напразните очаквания, че Intel ще се смили над домашния потребител с евтина машина с качествата на сървър. Ако не за другото, по-млад няма да станете с това чакане. Опитайте работа на Workstation, базиран на сървърна платформа. Дори и да е само с един процесор, влакът ще ви откара в друга Вселена на скорост, мощност и надеждност.   

3 коментара:

Unknown каза...

Едната машина 🚘 е за кеф,другата 🚛 за професионална работа и професионалистите са наясно какво им е нужно,за разлика от обикновените потребители които в повечето при покупка на машина (или сервиз) вярват на 99% на продавача. Задълбочени и полезни анализи като Вашите да си призная не съм виждал другаде... Вог да даде мноого здраве на създателя на р.пс. мания !

Юли Костов каза...

Много подробно написано и явно много добре разбирате архитектурата на сървърните машини! Обаче що ги правите тия сравнения, не ми стана ясно. Доводите, които изнасяте тук, са като за ученици до 4-ти клас. Щото тях можете да ги впечатлите. Как ще сравнявате сървър с домашен компютър?! И за какво ще ви послужи един сървър, освен ако искахте изчислителна мощ и трансфер на обем информация от една машина към друга, сравними само с такива на Гугъл. Сега ще се поясня! Имате си сладък мощен сървър, е дори и втора употреба и на лицето ви сияе щастлива усмивка. Така. После с ужас установявате, че вашият прекрасен сървър, гори ток почти колкото стария бойлер в банята ви, само че трябва, нали той да работи 24 часа! Ок. Да речем че това не е проблем. Така обаче, на тоя сървър, вие ще очаквате да пишат и четат няколко компютъра, често отдалечени един от друг, като трафика естествено ще минава и през VPN. Иначе за какво ще ви е тоя сървър, момчета? Тук точно стигнахме и до рутера. Щото сървъра може и да ви е бърз, ама рутера който е към външната мрежа, ще прави тоя VPN и по-точно криптирането на данни! Има ли нужа да го споделям, че за такъв пренос на обем данни, тоя рутер ще трябва да криптира на хардуерно ниво. Тоест да има такава хардуерна поддръжка! Така, обаче такъв рутер се сещате, че струва колкото бюджета на малка африканска държава! Още ли ви е щастливата усмивка на лицето? Сега се сещате вече, че тия рутери, трябва да са най-малко дава. или по един за всеки офис и които ще криптират тая връзка с офисите, които ще оперират в тоя тунел!. Навярно вече не ви е до смях. Иначе за какво ще ви е тоя сървър, ако рутерите, които криптират през тунел, няма да могат да обработят тоя обем. А криптирането и декриптирането е сложен математически процес, който отнема много процесорна мощ. И тия рутери от другата страна, също трябва да го умеят това. Та консумацията на ел енергия, ще ви е най малкия проблем.

Юли Костов каза...

Много подробно написано и явно много добре разбирате архитектурата на сървърните машини! Обаче що ги правите тия сравнения, не ми стана ясно. Доводите, които изнасяте тук, са като за ученици до 4-ти клас. Щото тях можете да ги впечатлите. Как ще сравнявате сървър с домашен компютър?! И за какво ще ви послужи един сървър, освен ако искахте изчислителна мощ и трансфер на обем информация от една машина към друга, сравними само с такива на Гугъл. Сега ще се поясня! Имате си сладък мощен сървър, е дори и втора употреба и на лицето ви сияе щастлива усмивка. Така. После с ужас установявате, че вашият прекрасен сървър, гори ток почти колкото стария бойлер в банята ви, само че трябва, нали той да работи 24 часа! Ок. Да речем че това не е проблем. Така обаче, на тоя сървър, вие ще очаквате да пишат и четат няколко компютъра, често отдалечени един от друг, като трафика естествено ще минава и през VPN. Иначе за какво ще ви е тоя сървър, момчета? Тук точно стигнахме и до рутера. Щото сървъра може и да ви е бърз, ама рутера който е към външната мрежа, ще прави тоя VPN и по-точно криптирането на данни! Има ли нужа да го споделям, че за такъв пренос на обем данни, тоя рутер ще трябва да криптира на хардуерно ниво. Тоест да има такава хардуерна поддръжка! Така, обаче такъв рутер се сещате, че струва колкото бюджета на малка африканска държава! Още ли ви е щастливата усмивка на лицето? Сега се сещате вече, че тия рутери, трябва да са най-малко дава. или по един за всеки офис и които ще криптират тая връзка с офисите които ще оперират в тоя тунел!. Навярно вече не ви е до смях. Иначе за какво ще ви е тоя сървър, ако рутерите, които криптират през тунел, няма да могат да обработят тоя обем. А криптирането и декриптирането е сложен математически процес, който отнема много процесорна мощ. И тия рутери от другата страна, също трябва да го умеят това. Та консумацията на ел енергия, ще ви е най малкия проблем.

Публикуване на коментар

Желателно е коментарът да е по темата и да е написан на кирилица.

Забележка: Само членове на този блог могат да публикуват коментари.

Най-четени за последните 30 дни