如何判断服务器/超算CPU型号的速度

学术   2024-09-03 12:23   中国台湾  

买过服务器/超算的老师同学们肯定有过被眼花缭乱的CPU型号,内存型号搞晕过的情况。那么怎么快速通过CPU的型号判断其速度快慢呢?这篇文章就详细讨论一下:

大部分服务器CPU型号都是由4个数字组成的,不论是Intel的还是AMD的主体型号都是4个数字或字母。

我们这里主要讨论Intel的CPU:

一看CPU代际

在选择Intel服务器CPU时,首先要关注的是CPU的代际差异,如8336C,其中第二个数字3代表3代,8488C其中第二个数字4代表4代,8581C其中第二个数字5代表5代(如果有E5-v3v4后缀则是更老的CPU)。因为代际更新往往会带来性能上的质变。例如,绝大多数第4代铂金系列的Intel CPU性能都要优于第3代铂金系列。此外,不同代际的CPU支持的内存频率也有所不同,这对计算速度尤其是内存带宽和频率敏感的应用(如VASP)有显著影响。以下是不同代际的内存频率支持情况:

  • 老E5-V3:支持DDR3 2133MHz

  • 老E5-V4:支持DDR3 2400MHz

  • 第1代:支持DDR4 2666MHz

  • 第2代:支持DDR4 2933MHz

  • 第3代:支持DDR4 3200MHz

  • 第4代:支持DDR5 4800MHz

  • 第5代:支持DDR5 5600MHz

内存频率的差异直接影响计算速度。一些商家会采用高性能CPU配合较低规格内存的组合,例如搭载第5代Intel CPU却只使用DDR4 4800内存,这样的配置实际上浪费了CPU的性能潜力。实际计算要把内存插满,并且用对应CPU支持的最高频率

此外,在第1代铂金系列之前,还有更老的CPU系列,如V4、V3、V2系列,曾经的旗舰型号如2699v4虽然在当时性能强劲(几万元/颗),但如今已经只卖几百元了,远不如现代CPU。如果有超算还在使用V3或V4的CPU,应尽量避免,因为这些机器的速度相较于第4代铂金系列差了一个数量级,慢了10倍以上。所以,部分超算虽然价格低到1分/核时,2分/核时,但实际使用的是老v3v4系列,其计算速度不及最新intel 5代的十分之一,反而相当于算同样任务花了更多的钱。

不同代际的CPU还在CPU针脚数和内存通道数量(对VASP影响很大)上有明显差别:Intel服务器CPU的不同代际和平台通常对应不同的主板CPU针脚数(Socket)。以下是一些主要代际的Intel Xeon服务器CPU和对应的针脚数:

第1代到第2代针脚数:LGA 3647,支持6通道DDR4内存。

第3代针脚数:LGA 4189,支持8通道DDR4内存。

第4代到第5代针脚数:LGA 4677,持8通道DDR5内存和PCIe 5.0。

Xeon E5-2600 v3 v4针脚数:LGA 2011-3,这些处理器使用LGA 2011-3插槽,支持4通道DDR4内存。

图1,CPU针脚数量示意图

图2,CPU对应的内存通道数量示意图

这样一下子就清晰了,不同代际的CPU有明显区别,当然价格也有明显区别。当然也会偶尔出现低代的CPU速度好于高代的情况。比如:2代的8275和8280就 比 3代最慢的4310白银快。

CPU的第一个数字是代表铂金/黄金/白银,一般来说都是8开头的是铂金,铂金系列是最常用的,6开头的黄金和4开头的白银一般是用于品牌服务器的,其性价比比较低。

二看CPU频率/核数

一般来说核数*主频就可以大致判断CPU性能。但是,有两个前提:

1,一定是同品牌的,比如Intel的单核CPU性能要强于AMD的,所以把AMD和Intel 一起比较没有意义。

2,一定是同代的,比如Intel 3代8375C,2.9GHz*32核=124.8;intel 4代8488C,2.4GHz*48核=115.2。纸面数据8375C好,但实际上4代的8488C速度要比8375C快的多。intel 5代8581C,2.1GHz*60核=126。纸面数据8581C也和84xx/83xx类似,但实际速度8581C也明显快于8488C。

实际除了看主频以外,还要看睿频和全核频率。有的CPU标的主频高,但是全核频率一样。比如8488C(主频2.4G)和8475B(主频2.6G),他们全核频率一样,所以计算速度几乎一样。

那么到底是多核的好,还是高主频的好?要看程序!不同的程序不一样,比如Gaussian吃主频,VASP吃内存带宽和频率,Ansys和Comsol吃核数。整体上还是遵循代际提升的规律。

三看TDP

是不是同品牌同代的CPU,只看主频*核数就可以了呢?也不是,还有个极为重要的参数就是TDP(cpu功耗)。一般来说同代际的CPU,TDP越大性能越好,当然功耗也就越高。这个参数甚至比主频*核数更为关键。比如高功耗的8475(385W)和8488C(385W),就是4代CPU里最快的。8581C(385W),就是5代CPU里最快的

其他因素

其他次要影响因素,比如:(1)CPU的Die(晶圆切块)数量(越少越好,跨Die计算速度有衰减;(2)残血型号,有些型号用不了同代对应的最高频内存;(3)三级缓存的大小等因素;(5)AMD系列的更为复杂一些,这里就不详细阐述了。

庚子超算/服务器最新配置

庚子上最近上了5代Intel高主频、多核心配置。

  • 五代 120核心2.1G主频8581C配置512GB 5600MHz内存。(速度比四代快~30%)

  • 四代 96核心2.6G主频8475,配置256GB 4800MHz内存。(速度比三代快~80%)


四代96核256GB包节点:只要3200元/月包季9000元/季,包年34000元/年(相当于~4分/核时)。

五代120核512GB包节点:只要4000元/月包季11000元/季,包年42000元/年(相当于~4分/核时)。

该配置为最新一代科学计算的算力标杆。(可试用)

为了给到用户最好的价格,庚子计算专门为这Intel 4代5代铂金的顶级型号进行让利降价,另外该型号也有塔式机整机和服务器在售,详情请咨询:

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