سی پی یو CPU چیست؟

سی پی یو CPU مخفف  Central Processing Unit در واقع واحد پردازشگر مرکزی کامپیوتر یا سرور است. کامپیوترها یا ابزارهایی که نیاز به انجام امور محاسباتی دارند، بدون  CPU قادر به انجام هیچ کاری نیستند،  CPU اطلاعات را از حافظه دریافت کرده، سپس الگورتیم‌های مختلف مانند ضرب و جمع یا عملیات‌های منطقی مانند and یا  or یا not را روی آن‌ها اعمال کرده و در نهایت خروجی را تحویل می‌دهد. تمام عملیات منطقی و ریاضی سی پی یو توسط واحد محاسبه و منطق یعنی ALU انجام می‌شود. ALU مخفف Arithmetic Logic Unit است.

نکته مهم اینجاست که CPU در بسیار دستگاه هایی که استفاده می‌کنیم وجود دارد مثل تلویزیون های هوشمند، ATM ها و موبایل ها و …

شاید این سوال برایتان پیش بیاید که پردازنده چیست یا پردازنده مرکزی چیست؟ در پاسخ باید گفت که CPU و پردازنده و پردازنده مرکزی همگی به یک مفهوم اشاره دارند.

هر چه پردازنده قوی‌تر باشد، قادر به پردازش حجم بیشتری از اطلاعات خواهد بود و در نتیجه سرعت سیستم نیز بالاتر خواهد رفت. تمام بخش‌های مختلف کامپیوتر به CPU وابسته هستند و بدون آن هیچ عملیاتی انجام نمی‌شود. اما CPU نیز به تنهایی قادر به فعالیت نیست و به حافظه برای نگه‌داری اطلاعات، پردازنده گرافیکی برای رندر تصاویر و هزاران قطعه ریز و درشت دیگر نیاز دارد. اگر به دنبال کاربرد سی پی یو در کامپیوتر هستید باید بگویم که مغز کامپیوتر،CPU آن است و هنگام خرید کامپیوتر و لپ تاپ یا سرور و استوریج، توجه به مدل پردازنده آن بسیار مهم است.

CPU های سرور دارای هسته های پردازشی و کش بیشتری نسبت به CPU های نوع دسکتاپ هستند و برای استفاده مداوم و پاسخگویی به تعداد زیادی کاربر، طراحی شده اند. به همین دلیل طراحی متفاوتی نسبت به نوع دسکتاپ دارند. هنگامی که یک کامپیوتر دسکتاپ پاسخگوی نیاز یک شرکت و یا سازمان برای پردازش وسیع اطلاعات نباشد، سرور انتخاب اول خواهد بود. پردازشگر سرور در کنار هاردهای مطمئن، تعداد زیادی رم و سخت افزار دیگر، سرعت بسیار بالایی برای پردازش اطلاعات در اختیار تعداد زیادی کاربر قرار می دهد.

فناوری تصحیح خطای ECC در رم سرور استفاده می شود. این فناوری نیز توسط پردازنده های سرور پشتیبانی می شود. این ویژگی بسیار مهمی است که در رم و CPU سرورهای تعبیه شده تا خطاهای سیستمی تصحیح شده و خبری از کراش یا خرابی اطلاعات نباشد.

در هر صورت خرید CPU سرور، می تواند امری پیچیده قلمداد شود که توسط مشاوره با شرکت جاده ابریشم رایانه، امری  آسان می گردد.

سی پی یو زئون از لحاظ معماری 99% مشابه سی پی یو دسکتاپ است. معماری سی پی یو زئون برگرفته از معماری sand bridge است اما در برخی از تکنولوژی ها با آن تفاوت دارد که در ادامه به ذکر برخی از آن ها می پردازیم:

1. پردازنده های Xeon از (QPI) The Intel QuickPath Interconnect دوم برای بکارگیری در مادربرد های دارای دو سوکت پردازنده (Dual Socket) بهره می برند.
2. پردازنده های Xeon از تکنولوژی Intel Direct IO و Integrated IO پشتیبانی می کند اما سری Core i و دسکتاپ خیر(این تکنولوژی باعث افزایش بازدهی پردازنده می شود )
3. پردازنده های Xeon تا چند برابر بیشتر از حافظه Cache نسبت به پردازنده های معمولی و پیشرفته Desktop پشتیبانی می کنند.
4. پردازنده های Xeon از ECC Memory و یا سیستم تصحیح خطا در پردازش حافظه پشتیبانی می کنند.
5. پردازنده های Xeon کنونی تا حدود ۷۶۸ گیگابایت از حافظه رم پشتیبانی می کنند اما پردازنده های دسکتاپ نهایتا تا ۶۴ گیگابایت.
6. پردازنده های Xeon از تعداد بیشتر کانال نصب حافظه (Memory Slots) نسبت به پردازنده های دسکتاپ پشتیبانی می کنند.

علاوه بر این موارد دیگری همچون تعداد بیشتر رجیسترها در هسته پردازشی، دستورات پردازشی اختصاصی و … منجر به آن شده است که در تمام جهان از سی پی یو زئون در انواع ایستگاه های کاری، دیتا سنتر ها و ابرکامپیوترها استفاده شود.

پردازنده‌های Intel Xeon در حقیقت پردازنده‌های چند هسته‌ای با تعداد رشته‌های پردازشی زیادی هستند که براساس دستور ساختاری سیستم‌های 64 بیتی طراحی شده و بازار سیستم‌های سرور، دیتا سنترها و به اصطلاح بخش WorkStation را هدف قرار داده‌اند. تمام پردازنده‌های Xeon دارای برنامه مدیریت دیتا سنترها یا به اختصار DCM هستند که این ویژگی اجازه می‌دهد تا محصولات مورد نظر به طور پیشرفته‌ای بر روی اطلاعات و داده‌های سرورها و دیتا سنترها نظارت داشته باشند.

همانطور که گفته شد پردازنده‌های Xeon برای بخش سرورها بسیار مناسب هستند و پیکربندی چند هسته‌ای و سازگاری با سوکت‌های مختلف همراه با پشتیبانی از حجم زیاد حافظه‌های اصلی این امکان را فراهم می‌کند تا در سیستم عامل‌های بخش تجاری 64 بیتی نظیر Windows Server 2008 به بهترین سطح عملکردی دست یابند، علاوه بر آن یکی دیگر از ویژگی های بسیار مهم پردازنده های Xeon قابلیت مدیریت توان مصرفی آنها با توجه به میزان بار کاری سرورهای مختلف می‌باشد.
در چند سال اخیر با پیشرفت سریع فناوری و مطابق با آن ساخت سرورها و ورک استیشن‌های پیشرفته نیاز به پردازنده‌های مرکزی با قابلیت پشتیبانی از دستور العمل‌های مختلف پردازشی بیش از گذشته احساس شده است

به همین دلیل شرکت اینتل با معرفی هر نسل جدید معماری پردازنده‌ها تغییراتی بنیادی را در خانواده Xeon ایجاد می‌کند. قرار دادن برخی از دستور العمل‌های هوشمند پردازشی و مدیریتی سرورها مانند تسهیل درخواست‌های سریع پردازشی برای زیرساخت تعریف شده نرم افزارها (SDI)، نمایش معیارهای کلیدی از طریق تله متری جهت فعال سازی زیر ساخت برای ارائه خدمات با بهترین عملکرد، انعطاف پذیری و بهینه سازی هزینه‌های کل و غیره تنها بخش کوچکی از اقدامات اینتل جهت بهبود فرآیند پردازشی سیستم‌های سرور و دیتا سنترها می باشد

پردازنده‌های Xeon به جهت اینکه برای تسهیل فعالیت‌های بخش تجاری طراحی شده‌اند دارای قیمت بسیار زیادی هستند و برخلاف سری Core برای کاربران خانگی یا عادی برنامه‌ریزی نشده‌اند.

از جمله مزیت‌های پردازنده‌های Xeon می توان به مقدار زیاد کش سطح سوم (L3 cache)، پشتیبانی از ECC RAM، طول عمر بیشتر و بهره مندی از فناوری Hyperthreading اشاره کرد.

زئون برای مجازی سازی ، سرورهای چت ،........، رمزگذاری ویدئو و غیره عالی است زیرا دارای قدرت کافی برای اجرای روان برنامه‌های سنگین است. می‌توان از آنها برای وب سایت‌هایی که با بازدید زیاد و محتوای زیادی برخورد می‌کنند ، استفاده کرد. آنها از نظر انرژی، مازاد و دارای تعداد هسته و حافظه سیستم بالا با حافظه‌های ECC هستند.

انتخاب پردازنده مناسب از جنبه‌های گوناگون حائض اهمیت است:

1. تعداد هسته‌های پردازنده و قابلیت HT یا Hyper Threading مورد بررسی قرار می‌گیرد.
2. فرکانس و قدرت پردازش پردازنده و اینکه در حالت عادی و نهایت قدرت چه توانی می‌تواند ارائه دهد.
3. میزان مصرف برق در حالت بهینه و در حالت نهایت قدرت چقدر خواهد بود
4. اگر سرور مورد نظر مثل HPE DL380 Gen10 بیش از یک پردازنده را پشتیبانی کند، سرعت ارتباط بین این دو، و تعداد کانال‌های ارتباطی بین ‌آن‌ها چقدر است. (GT/s)
5. نسبت به نیازمان و دارایی‌های زیرساخت IT مجموعه سرور مورد نظر از کدام پردازنده‌های Intel یا AMD استفاده می‌کنند.
6. آیا در سناریو ما رم‌های Persistent یا NVDIMM به کار برده خواهد شد یا خیر.
7. عوامل متعدد هستند ولی مورد مهم نهایتاً بودجه می‌باشد که بسیار تأثیرگذار خواهد بود.

در این مقاله ما پردازنده‌های سرور HPE DL380 Gen10 را بررسی خواهیم کرد ولی قابل تعمیم با سرورهای نسل قبل و حتی نسل بعد نیز خواهد بود.

1. محدوده بودجه خود را مشخص کنیم
2. رنج فرکانس با توجه به نرم افزارهای کاری مورد استفاده مشخص گردد.
3. آیا فرکانس بالا برای سناریو مورد نیاز ما اهمیت دارد یا نه؟
4. پردازنده Intel مورد نیاز است یا AMD؟
5. میزان رم مورد نیاز در نهایت چه حجمی خواهد بود.

برای شروع بهتر است اول پردازنده‌های پشتیبانی شده سرورهای HPE G10 را تشریح کنیم. در سال 2017 با معرفی سرورهای HPE Proliant Gen10 شرکت Intel پردازنده‌های سری Intel Xeon Scalable و شرکت AMD پردازنده‌های سری EPYC را برای محصولات سروری و Enterprise معرفی کردند. سرورهایی که در نام آ‌ن‌ها مدل سرور با عدد صفر ختم شود، مانند HPE DL380 Gen10، فقط از پردازنده‌های شرکت اینتل می‌توانند استفاده کنند و سرورهایی که نام مدل آن‌ها به 5 ختم شود مانند HPE DL385 Gen10، فقط از پردازنده‌های شرکت AMD می‌توانند استفاده کنند. 

پردازنده‌های Intel Xeon Scalable (که جایگزین پردازنده‌های Intel Xeon E Series) شدند در چهار خانواده Gold, Silver, Bronze و Platinum با سخت‌افزارها و قابلیت‌های متنوع معرفی شدند. هر چقدر از سری برنز به سمت پلاتینیوم حرکت می‌کنیم سخت افزار قدرتمندتر (از لحاظ تعداد هسته، فرکانس، باس ارتباطی با رم‌ها و غیره) می‌شود و طبیعتاً قیمت تمام شده می‌تواند چند برابر شود، طوریکه گران‌ترین قطعه مورد نظر را بتوان به پردازنده نسبت داد.

این چهار خانواده دارای نامگذاری برای مدل‌های زیرمجموعه خود می‌باشند:

• Platinum: 8XXX
• Gold: 6XXX,5XXX
• Silver: 4XXX
• Bronze: 3XXX

برای مثال پردازنده Intel Xeon Platinum 8280 در قدرتمندترین CPU قابل نصب برروی سرور HPE DL380 G10 می‌باشد، اولین عدد بعد از شماره سری در نامگذاری مدل اگر یک باشد یعنی نسل اول و اگر 2 باشد نسل دوم  می‌باشد که با 2 سال اختلاف معرفی شدند و توصیه می‌شود در صورت امکان بهتر است از  نسل 2 انتخاب گردد. XX آخر اشاره به مدل دارد و طبق اصول خاصی نمی‌باشند. لازم بذکر است نسل 3 نیز معرفی شده است که قابل نصب برروی سرورهای G10 Plus می‌باشند که در این مقاله درباره آن‌ها صحبت نخواهد شد.

پس پردازنده 8180 نسل اول و پردازنده 8280 نسل دوم می‌باشد. این پردازنده دارای مشخصات زیر می‌باشد.

Intel Xeon-Platinum 8280L (2.7GHz/28-core/205W)

اگر در خانواده Silver پردازنده‌ای داشته باشیم که مثلاً 10 میلیون تومان قیمت دارد، در خانواده Gold 5xxx این عدد به 40 میلیون تومان و در Gold 6XXX به 80 میلیون تومان و در Platinum به 250 میلیون تومان خواهد رسید. این اعداد حدودی هستند. تفاوت قیمتی سری‌های پردازنده را مشاهده کنید که چقدر می‌تواند در قیمت تمام شده سرور موثر باشد و با انتخاب اشتباه یا بودجه کم احتمالاً به عملکرد مورد نظر نخواهید رسید و هزینه اضافی پرداخت خواهید کرد.

بعد از معرفی پردازنده‌های نسل دوم Intel Xeon Scalable، بعد از نامگذاری آن‌ها در بعضی از مدل‌ها پسوندهایی اضافه شده مثل Y,V,U,S,N,M,L و R که هر کدام قابلیت خاصی به آن مدل اضافه کرده است، به عنوان مثال هر مدلی دارای پسوند L باشد تا 4.5TB رم برروی آن پردازنده می‌توانید اضافه کنید و یا مدل U مثل 6212U در صورت استفاده پردازنده دوم را نمی‌توان برروی سرور اضافه کرد و تک CPU باید کار کند. باقی موارد قابل مطالعه از سایت شرکت Intel و یا HPE می‌باشند.

به دلیل رابطه مستقیم بودجه و انتخاب صحیح CPU، موقع خرید حتماً باید با مطالعه و نیازسنجی فنی اقدام نمائید. درباره پردازنده‌های AMD EPYC باید بگوییم که نامگذاری آن‌ها با 7XXX می‌باشد، که X  آخر نشان دهنده نسل آن می‌باشد، به عنوان مثال AMD EPYC 7F72 (3.2 GHz/ 24 Core/ 240W)

پردازنده فوق نسل دوم می‌باشد و قابل نصب برروی سرور HPE DL385 G10 Plus خواهد بود. نکته مهم درباره این پردازنده‌ها این است که رم‌های NVDIMM و Persistent Memory را پشتیبانی نمی‌نمایند و خدمات کم این سری‌ها، پیشنهاد نمی‌شوند، در صورت نبود نیاز مبرم فقط سرورهایی که پردازنده‌های اینتل پشتیبانی می‌کنند استفاده نمائید.

امیدوارم این مقاله برای شما مفید بوده باشد، مطالب بسیار گسترده می‌باشد و تلاش کردیم ( موارد شاخص‌تر در این مقاله گنجانده شود.)