选购AIO服务器CPU的全面指南——从基本知识到购买策略

发表时间: 2023-04-12 11:56

本内容来源于@什么值得买APP,观点仅代表作者本人 |作者:冥冰薇

提示:本篇文章6474字符,阅读大约需要12分钟。

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写在前面

上一期我们聊了机箱的话题,接下来的几期期我们来聊AIO服务器的心脏——CPU和主板

选好一颗合适的CPU和扩展性好的主板时玩AIO的第一步,它的重要性几乎是不言自明的。如果选不好CPU和主板,轻则无法实现预想的功能,重则离天天ALL IN BOOM也就不远了。

本期先来聊聊如何选择合适的CPU,CPU类似于整台AIO服务器的基石,定下了CPU才能去挑对应的主板和其他配件

阅读指南:1.由于CPU和主板的挑选涉及到系统性规划的选题,但具体部分会在本专栏的第三部分展开讲。今天只是给大家讲一下CPU的基础知识以及哪些CPU比较适合做AIO,不会对需求解决进行详细叙述。

2.本篇为纯理论选购指南,具体的CPU推荐篇会放在下一篇文章讲。

CPU基本知识

CPU的作用与重要性

CPU(中央处理器)是计算机的核心部件,负责执行程序中的指令以及处理数据。在NAS中,CPU对于整体性能、数据处理速度、文件传输速度、多任务处理能力和应用程序性能具有关键作用。因此,选择合适的CPU对于确保NAS能够满足您的需求至关重要。在选购CPU时,我们需要关注以下几个CPU的核心参数:

核心数与线程数

核心数:CPU内部的独立处理器数量。每个核心可以独立执行任务,核心数越多,处理器可以同时处理的任务数也越多。多核CPU对于提高NAS的多任务处理能力和响应速度非常重要,特别是在高负载或多用户访问的场景中。

线程数:每个核心可以处理的独立任务数。多线程技术允许一个核心同时处理多个任务,从而提高CPU的性能。线程数通常是核心数的两倍,如双核四线程、四核八线程等。但也有一些处理器具有更高的线程数。更高的线程数可以帮助处理器更高效地处理多任务负载,特别是在运行虚拟机或容器应用时。

主频与睿频

主频:CPU执行指令的速度,单位为GHz(千兆赫兹)。主频越高,处理器执行指令的速度越快,性能越好。在NAS场景中,较高的主频有助于提高文件传输速度、应用程序响应速度和数据处理能力。

睿频:是指CPU在满足功耗和温度限制的情况下,可以自动提升到的最高主频。这意味着在负载较重的情况下,处理器可以提供更高的性能。不过,睿频并非持续状态,长时间高负载可能会导致频率降低。选择具备较高睿频的CPU,可以在需要时获得额外的性能提升。

CPU频率这个词想必大家都是耳熟能详的,这是我们选购CPU时需要参考的最重要的参数之一。那大家有没有想过这个频率具体是指什么呢?

实际上CPU频率指的是CPU内部晶体管开关快慢的指标(CPU内核工作的时钟频率——CPU Clock Speed),在其他参数相同的情况下,自然开关速度越快,CPU性能越强。

CPU闪烁

TDP

P(功耗)=C(电容常数)·V^2(电压)·F(频率)

从上述公式中可以看出,CPU的频率越高,功耗越高。

TDP(Thermal Design Power),即散热设计功耗,单位为瓦特(W)。TDP越低,表示处理器的功耗越低,散热需求也较小。TDP在CPU参数混合了睿频、大小核后,在其参数中越来越没有参考价值。TDP现在的主要适用的场景是在一些NAS专用机箱中,机箱制造厂商会给出下压式散热风扇可以压制的最大CPU散热功耗。除此之外,就没什么用处了。

散热器压制最高功耗

如果想参考处理器最大功耗,最具参考价值的是在CPU官网标注的睿频功耗(PL1)和短时睿频功耗(PL2),也就是所谓的CPU的功耗墙,这才是选购电源和散热时需要着重考虑的参数。

功耗示例

集成显卡(GPU)

部分CPU内集成了图形处理器(GPU),这对于NAS来说可能是一个额外的优势。集成显卡可以协助CPU处理图形相关任务,如视频转码、流媒体服务等。对于需要运行媒体服务器或处理大量多媒体文件的NAS,选择具有集成显卡的CPU可能会带来更好的性能。

不过,核显并非必须,绝大部分服务器的CPU都是没有核显的,如果有更高的硬件转码需求,这个时候添加一张专用的GPU独显或许是更好的选择。

分类

在讲具体各型号CPU之前,我们先来对它们进行一些简单的分类,了解一下哪些CPU比较适合做AIO。

“比较适合”这个词也需要着重强调一下,我对AIO向来秉持一个观点就是:万物皆可AIO,我在本专栏的首篇也提到了M1&M2芯片的Mac Mini做AIO的思路。


因此,这里的“比较适合”仅仅指:社区内容丰富、对各类系统支持度比较高以及可以实现较多的玩法,或者更简单来讲,用哪些型号的CPU用起来比较省事

Intel VS AMD

在做自组NAS和AIO的领域,恐怕很多人很难喊出“AMD,YES!”这句话的。绝大部分人在组AIO服务器的时候都会选择用Intel的CPU。Intel的CPU系统支持度丰富,覆盖设备功耗从低到高都有。而且intel在核显领域有非常明显的优势——对硬件解码格式的支持要比AMD丰富的多,虽然AMD核显的性能向来要比intel强很多,但奈何绝大部分人又不会抱着NAS打游戏,更不会抱着NAS的核显打游戏,因此AMD核显的强项在这里几乎英雄无用武之地。正相反,虽然intel的核显在游戏性能上打不过AMD,但是其硬解解码性能非常强、支持解码的格式非常齐全,反而非常适合在NAS上使用。

不过我们之后会讲,AMD的主要优势在于PCIE通道数。小到家用主板上,几乎AMD的所有主板都支持PCIE拆分为4条x4,大到服务器CPU——EPYC系列上有128条直连CPU的PCIE通道。这都是intel无法望其项背的,对于一部分将PCIE通道数视为最高优先级考虑的用户来说,这个时候就可以喊一句“AMD,YES!”了。


单核性能 VS 多核性能

组AIO服务器因为要开多台虚拟机,因此首要考虑的是多核性能。如何判断多核性能呢,也非常简单,同世代CPU下,主频差不多的情况下,核心数越多,多核性能就越强。当然也可以直接参考CPU跑分,多核心分数越高,多核性能越强。

AIO服务器对单核性能也有一定要求,但没有那么强。比如软路由系统(iKuai为例),对单核性能要求是更高的。但是只要你家不是校长家那种等宽5G上下行的宽带,那就没什么必要考虑单核性能的问题。在满足500M-千兆这个级别软路由性能下,只要你选的是正常的家用CPU(非低功耗型号),基本不存在单核性能瓶颈的问题。无非可能是在跑到峰值带宽的时候,CPU占用率有高和低的差别而已。

十代以下 VS 十代以上

十代以下和十代以上的CPU到底有没有什么体验上的区别呢,说实话如果是一年前你问我的话,我会回答无脑选择十代及以下的CPU,因为十代及以下的CPU价格比较划算、黑群支持硬解、还可以将核显进行虚拟化直通给各个虚拟机,使用起来非常方便。

intel GVT-g

但是今天不一样了,我认为选择更新一代的CPU是更好的选择了。一方面,最新的CPU制程带来的是实实在在的性能提升和能效比的提升,也就意味着在提供相同服务时,新款CPU可以更省电,在24h开机的服务器面前,更省电意味着开机一年省下来的就是白花花的银子!另一方面,核显硬解,包括黑群也开始支持最新一代CPU、最新的核显虚拟化直通技术——sriov直通也已经变得成熟,各个宿主系统(PVE、UNraid)都已经支持了,而且社区教程内容也变得非常丰富。因此,基于此,十代之前CPU的优势几乎已经荡然无存了。

unraid 核显sriov应用

硬件解码

上面也谈到了各类CPU核显的硬件解码问题,作为一个上行带宽200Mbps的用户,实际上直接在外网播放蓝光原盘都没问题。但是为什么我仍然需要硬件解码?

因为我在日常使用中发现,在家人的手机里或者电脑里安装jellyfin或者浏览器访问是共享媒体文件最方便的办法。并不是每个家庭都需要infuse来解码播放,对于父母来说,直接操作电视上的DLAN播放更加方便,也更直观。

这其实意味着,NAS对家里人最大的用处就是共享影音媒体文件,有了硬件解码+Jellyfin/EMBY/PLEX,可以最大程度上方便家里人使用,将NAS发挥出最大的价值。因此,对我来说,核显硬件解码支持丰富的intel家用CPU就是我组AIO的首选。

intel硬件解码格式支持

全新 VS 二手

在组NAS或者AIO的时候,大部分玩家都会变身垃圾佬。毕竟现在比较方便的十代及以前的平台,全新的硬件已经很难找到了,大部分都要从小黄鱼或者拼夕夕找二手硬件来购买(E3神教YYDS),考验各位人品和手气的时候到了。

不过,AIO服务器是一台24h开机的电脑,稳定性仍然是第一位的。如果你不习惯或者没有二手产品的购买经验,12代和13代全新的CPU仍然是一个不错的选择。对核显和大小核支持各平台都在完善(这个时候无脑UNraid就行了)。

当然,这里还涉及到有一个问题就是魔改CPU和测试版CPU的问题,我的建议是不懂就不要碰。除非类似于QTB0和QTB1这种几乎无bug,很多大佬都验证过且出过教程的CPU,不然还是买正常版本的CPU比较保险。

另外9代i7和i9是最后一代可以装win7的高性能CPU,许多企事业单位限于软件支持必须安装win7。因此这几款CPU价格被炒的比较高,因此选购要避开这几款CPU

小黄鱼二手9900K售价

低功耗 VS 高性能

低功耗和高性能是不可兼得的,搭建AIO服务器个人建议就还是不要考虑低功耗CPU了(如果是纯NAS,低功耗CPU是一个非常不错的选择)。不选用低功耗CPU有两个原因,一方面,在虚拟机多开之后,系统负载肯定是要上去的,在一定系统负载下,其他参数相同的情况下(比如CPU代际相同),那么低功耗CPU并不会比普通CPU省电;另一方面,你还需要给未来折腾升级留下一定的性能冗余。

不过,这里还是要强调一点,一定要选用性能和自己需求相符合的CPU高性能不是让你完全不在意服务器功耗,不是说AIO服务器动不动就上个13600K玩玩。对于大部分人来说8100性能已经完全足够了,当然,如果你想更省电的话,可以上最新制程的intel 13代CPU,比如i3 13100也完全够用了。


因此,低功耗CPU能不能拿来组AIO服务器呢?答案是当然可以,如果你的需求就是主路由+旁路由+NAS,然后你家的宽带容量也不大,下行300,上行30的那种,简单挂个PCDN虚拟机就行,那N5105、J6412这些低功耗CPU完全可以满足你的需求。不过这部分涉及之后的系统规划,我们留到后面再详细展开讲。

家用 VS 服务器

家用平台主要优势在于低功耗,服务器平台主要优势在于更强的多核性能和PCIE通道数,很多服务器主板还自带IPMI管理,这对后期服务器的维护是非常有用且节省精力的。大部分AIO服务器家用平台已经完全足够了,还是那句话,在24h开机的服务器面前,只要你没实现财务自由,功耗是必须考虑的东西。

如果不考虑功耗的话,AMD的EPYC方案是非常适合组AIO的,PCIE通道数非常惊人,高达128条。而且7d12和7302这两款CPU现在性价比非常高,加上主板,这一套服务器平台也不过2000出头。再叠加RECC内存极其廉价的价格,实际上是非常有性价比的。不过这个性价比很快会被高功耗带来的电费吞噬掉。


另外,必须要考虑的一点是,绝大多数服务器平台的CPU是没有核显的,如果想要进行硬件解码,就必须使用独立显卡。虽然一张1650带来的平均功耗增加可能也就不到20W,可是,只要放大到一年的时间线,按平均电费0.5元来算,每天耗电增量是0.48度电,即0.24元,一年就会增加87.6元的开机成本。不要小看这些数字,这不过仅仅是服务器平台带来的一项成本增量而已

小结

讲完这些,大家应该更明白我在本部分开头的那句话了:万物皆可AIO,只是实现起来难易的问题。

核显硬解这一件事举个非常典型的:

很多人(包括我)都会选择八代到十代的CPU,因为它们都用到了UHD630(部分UHD610),也就是群晖支持的最强的核显型号了。如果我需要在AIO里面做黑群晖系统,想要做视频硬解,最简单的方法就是选用这三代CPU,然后把核显直通给群晖系统,然后在套件中心Jellyfin/PLEX/EMBY就可以实现硬解了。

但要是十代以上或者其他服务器CPU呢,那也没问题,首先是黑群大佬们已经做出了支持十一代核显的引导,十二代和十三代的支持也是近在眼前,需要的只是时间而已。

其次,我可以另开一个支持十代以后核显硬解的虚拟机,然后把群晖的媒体文件目录挂载到其中,使用这个虚拟机进行硬解即可,使用体验和黑群没什么区别。

那我就非得要群晖硬解视频呢?那也没问题,插上一张英伟达GTX1650显卡即可。在群晖套件中心安装一下,也可以在群晖里面硬解。

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因此还是两个重点:1.关注自身需求,打开思路;2.关注未来技术发展与升级空间。

总结

讲到这里,大家也应该理解了,CPU选购是搭建一台AIO服务器的基础和核心。而且,很难有一款CPU可以完美符合我们的需求,鱼和熊掌不可兼得这条定律在考虑AIO服务器配件选购时体现的淋漓尽致。我们要做的是一方面平衡自己的需求,另一方面也要打破固定思维,如何尽可能地利用好当前的硬件来满足我们自己的需求。

囿于作者知识范围有限,如果文章中出现技术性错误,敬请各位在评论区批评指正。

下期预告:NAS CPU选购思路及部分型号推荐。

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