Por que um processador Xeon custa muito mais do que uma peça similar do Core i7?

Quero saber por que o preço de uma CPU Xeon e de uma CPU Core i7 semelhante é tão diferente. O relógio da CPU é mais ou menos o mesmo. Quero saber disso porque quero entender que tipo de CPU é mais adequado para mim. Faço cálculos matemáticos pesados ​​e simulações que podem levar até duas semanas para serem concluídas.

Exemplo: Processador Intel Xeon E7-8893 v2 vs Processador Intel Core i7-4960X Extreme Edition

A série i7 está focada na computação do usuário final em ambientes de desktop, onde os processadores Xeon são para computação de alto desempenho para não consumidores, geralmente usados ​​em servidores, e são otimizados para isso. Por exemplo, veja que o processador Xeon pode suportar cerca de 1,5 TB de RAM.

A velocidade do clock não é o único fator que determina o que torna um processador caro. Por exemplo, o cache tem quase o dobro do tamanho, o que reduz as chamadas para a RAM, o que acelera significativamente o processador, além de uma largura de banda de memória significativamente maior. A tecnologia subjacente é muito mais avançada do que uma CPU comum.

Para o uso regular de computadores domésticos, desde a execução de jogos até a execução de projetos CAD de pequena escala, o i7 seria suficiente.

Se você estiver fazendo cálculos e simulações matemáticas em larga escala e cumprindo determinados prazos, é importante que valha a pena ir com um Xeon ou obter um servidor Xeon e transferir seu trabalho para isso.

Normalmente, as estações de trabalho só têm processadores Xeon e / ou GPUs de estação de trabalho se você estiver fazendo simulações ou renderizações de alta qualidade, necessárias pelo seu setor.

Se for para casa, não compre um Xeon, é provável que você não faça o uso mais eficiente e não vale o dinheiro. Se isso é para trabalho e o céu é o limite de preço, escolha um Xeon.

Diferentes usos e ambientes

• Os processadores Core de nível consumidor são projetados para aplicativos diários de desktop ou jogos e, portanto, são otimizados para operar em velocidades de clock mais altas. A maioria dos aplicativos de consumo não pode tirar proveito de mais do que alguns núcleos de processador e se beneficiaria significativamente de um processador que opera a mais de 4 GHz do que ter 8 ou mais núcleos.

• Os processadores Xeon, por outro lado, são projetados para aplicativos de negócios, como servidores e estações de trabalho. Esses aplicativos se beneficiam significativamente de ter mais núcleos. Como escalar um processador para velocidades de clock extremamente altas é difícil e ineficiente, aumentar o número de núcleos é melhor do que rodar 4 núcleos a 4,5 GHz ou mais rápido. Especialmente com cargas de trabalho como servidores e Big Data, 15 núcleos ou mais a 2–2,5 GHz podem ser muito mais eficazes do que 4 núcleos operando a 4,5 GHz, enquanto consomem menos energia por unidade de desempenho.

Escalabilidade e Confiabilidade

• Um processador Xeon normalmente não possui apenas mais núcleos. Esses processadores também têm caches muito maiores (37,5 MB no seu caso) e têm suporte à memória ECC . Além disso, o processador que você selecionou foi projetado para servidores capazes de escalar até oito (!) Soquetes. Esses não são recursos baratos para desenvolver, testar e ativar.

• Mesmo que o processador não tenha núcleos extras em relação a uma peça do Core i7 EE, o espaço extra necessário para o cache maior e os recursos avançados, juntamente com a ampla validação necessária para garantir que o processador funcione de maneira confiável sob condições extremas, 24 / 7/365, em aplicativos de negócios de missão crítica, aumentam significativamente o custo de fabricação do processador.

Custo total de propriedade

• Outro critério importante em aplicativos de negócios é energia e refrigeração. Nos desktops de consumo, a produção de calor e o consumo de energia desproporcionalmente mais altos geralmente são compromissos aceitáveis ​​para um usuário final que deseja o máximo desempenho em uma carga de trabalho de jogos. No entanto, os computadores comerciais e de datacenters funcionam 24/7/365, geralmente em grandes grupos e, portanto, incorrem em custos muito altos de energia e refrigeração. Um processador que pode fazer o trabalho com menos energia e calor e, ao mesmo tempo, oferecer o mesmo desempenho efetivo, acabará custando menos dinheiro a longo prazo. Nesses ambientes, o custo total de propriedade (TCO) é a medida real do custo de qualquer recurso de computação, não o preço do adesivo.

• Em ambientes críticos de negócios, US $ 8000 ou mais para processadores que você pode colocar oito em uma placa-mãe e pode usar a memória ECC para confiabilidade é muito melhor do que uma peça de 6 núcleos para consumidores de US $ 1.000, que é menos eficiente e não pode ser dimensionada para mais de um por placa. Quando a capacidade de desempenho de uma empresa depende de seus recursos de computação, esses processadores Xeon valem facilmente o preço da etiqueta. É assim que a Intel consegue cobrar esses preços.

• O espaço físico é excelente nos datacenters, e menor densidade significa menos desempenho e refrigeração menos eficiente. A confiabilidade é primordial e falhas e erros devido a falhas de memória não são toleráveis ​​em nenhum grau. É muito mais fácil entender por que esses processadores são tão caros quando você considera o uso pretendido.

A maioria dessas respostas está mais ou menos errada. A principal coisa que distingue um processador Xeon de um processador de desktop é a escalabilidade. Para executar um enorme multiprocessador com 36, 72 ou mesmo 144 threads, é necessário que os caches do chip Xeon se comuniquem. O cache L1 deve conversar com todos os outros caches L1, o cache L2 deve conversar com os caches L2, etc. Em um processador i3, i5, i7, tudo isso é implementado dentro do chip. Nos processadores Xeon, esse recurso traz os protocolos de sinalização de coerência do cache para as pinagens do chip.

Ao fazer com que os caches conversem entre si, eles podem implementar um protocolo de consistência de cache (coerência) para que os dados possam ser compartilhados com muito mais rapidez e eficácia. Como resultado, 30 núcleos podem trabalhar juntos e progredir muito mais rapidamente em um problema. Esse recurso é omitido intencionalmente dos processadores Core i3, i5, i7 para que eles possam cobrar muito dinheiro pelos chips de servidor.

Além disso, a Intel intencionalmente paralisa os processadores i3, i5, i7 limitando a RAM endereçável total a 32 GB, geralmente (os Xeons costumam endereçar 256 GB ou mais). Custaria à Intel <$ 0 para permitir que os processadores i7 endereçam 256 GB de RAM, é um recurso como bloqueio de multiplicador que realmente custa dinheiro extra para prejudicar seus chips dessa maneira. As placas-mãe duplas, quádruplas e até octa-processadores (chips) sempre usam chips Xeon, porque esses dois recursos são críticos para a alta escalabilidade.

Adam não está errado, mas acho que ele perdeu o maior piloto. O E7-8893 v2 é destinado a sistemas com processadores octa. Ou seja, eles terão oito desses animais em uma única placa-mãe. (É o que o primeiro "8" significa no número do processador, com base no esquema de nomeação do Xeon.)

Como ter 8 CPUs é algo raro, destinado a aplicativos especializados (honestamente, eu nem sei o que), eles estão cobrando um prêmio ridículo por eles. Talvez exista um custo extra de hardware envolvido na sua criação, mas pode ser apenas porque a Intel pode se safar.

Os Xeons em geral são realmente projetados para configurações de várias CPUs em servidores montados em rack, e é por isso que as empresas pagam mais por eles, mesmo aqueles que lidam apenas com CPU dupla. As peças do consumidor, como a série i7, destinam-se ao uso doméstico e sempre são restritas a aplicativos de CPU única.

Qual é a certa para você depende do seu orçamento e da sua aplicação. Se você tem uma grande empresa atrás de você, fazendo um grande trabalho com um orçamento grande, talvez você possa obter CPUs Xeon. E talvez - apenas talvez - você esteja em qualquer especialidade estreita que precise de octa-processadores. Mas provavelmente você quer o i7.

Para adicionar ao que o RaveTheTadpole estava dizendo, os sistemas com mais de 8 soquetes são usados ​​principalmente em finanças (pense em negociação de alta frequência), onde eles precisam manter bancos de dados massivos em RAM.

Nesse campo, os chips Oracle e RISC ainda estão em voga, porque podem suportar até 96 TB de RAM - enquanto o espaço da Intel pode suportar apenas 12 TB (e é com esses chips mais novos).

Por que manter tudo na RAM é importante? Porque se você tiver que ir até um armazenamento não volátil, como matrizes RAID ou SSDs - sua concorrência já fez o comércio com a melhor taxa, porque o banco de dados deles estava em RAM e você perdeu milhões porque estava com 0,5 segundos de atraso.

Outros usos seriam ambientes altamente virtualizados ou possível edição de vídeo ou renderização em 3D, embora eu imagine que uma GPU seja mais adequada a isso.

Nesse nível, você pode pensar em processadores como aqueles caminhões basculantes maciços que você vê que têm 30 pés de altura e podem transportar um caminhão de cimento na parte de trás deles. Sim, eles são maiores, mas são altamente especializados e você não quer um.

A conta de energia para um sistema de 8 soquetes seria mais do que a hipoteca média.