Делаем экономичным домашний сервер, на примере AMD Athlon II X4 620

Домашние серверы продолжают набирать популярность.

Многие собирают их на базе процессоров Intel Atom, если от сервера не требуется высокая производительность.

Еще более популярной, на наш взгляд, является сборка серверов на базе бюджетных платформ AMD, благодаря отличным чипсетам со встроенной графикой и более низкой цене готовой платформы, по сравнению с платформами Intel.

Многие энтузиасты, в такие серверы ставят энергоэффективные процессоры.

Например, в нашем сервере мы использовали двухъядерный процессор AMD Athlon II X2 240e с TDP 45Вт ("Спецификации процессоров AMD на Socket AM3: Phenom II X6, Phenom II X4, Phenom II X3, Phenom II X2, Athlon II X4, Athlon II X3, Athlon II X2, Business Class, Sempron").

Но производительности двухядерного процессора не всегда хватает, поэтому мы раздобыли процессор AMD Athlon II X4 620 на ядре Propus и TDP 95Вт.

Подробный обзор этого процессора, вы можете прочитать в статье "Стодолларовый монстр – обзор и тестирование CPU AMD Athlon II X4 620".

Процессор уже снят с производства, хотя его еще можно найти в магазинах, примерно, за 3000 рублей (или около 2000 рублей на барахолках, например, у нас или на Оверах).

Наш процессор сделан в апреле 2009 года (то есть ему больше полутора лет!):

Иногда, под видом таких процессоров, встречались полноценные кристаллы Deneb с отключенным кэшем. Такие процессоры едят больше электричества, особенно, если вам удалось разблокировать кэш.
Но статья не об этом, так что перейдем к описанию тестового стенда и методики тестирования.

Тестовый стенд и методика тестирования

В качестве основного инструмента оценки энергопотребления выступал тарификатор электроэнергии, через который был подключен наш тестовый стенд (подробнее о тарификаторе можно почитать в материале "Методика тестирования. Видеокарты").

Тестовый стенд:

Как видите, изменения только в процессоре и блоке питания (обзор которого мы готовим).

Первоначально, мы решили выяснить только максимальное потребление системы, поэтому использовали утилиту LinX 0.6.4 при 3072Мб памяти и 3 проходах.
Время одного теста — около 12 минут.

Так как снижение напряжения ведет к снижению потребления, а, следовательно, и снижению тепловыделения, то мы замеряли температуры ядер с помощью утилиты CPUID HW Monitor.
Как всегда, указывается температура самого горячего ядра.

LinX показывает максимально возможное потребление системы.

В реальной жизни, такое потребление вряд ли встретится, поэтому мы решили добавить тестирование энергопотребления в архиваторах. К сожалению, текущие стабильные версии архиваторов 7-Zip и WinRar не умеют использовать больше, чем два ядра в случае реальной архивации. Поэтому мы приняли решение снимать энергопотребление в режиме теста производительности этих архиваторов.

В качестве серьезной нагрузки, мы добавили пакет Cinebench.

Исходный материал AMD Athlon II X4 620:

Напряжение 1.4В — достаточно большое и близко к верхнему пределу спецификаций.

Без нагрузки частота и напряжение процессора снижаются:

Системная плата:

Настройки подсистемы памяти:

Встроенное видеоядро ATI Radeon HD 4290:

Ядро не разгонялось, и нагрузка на него не подавалась, чтобы минимизировать влияние на энергопотребление всей системы.

Согласно спецификациям, энергопотребление чипсета AMD 890GX может доходить до 25 Вт.

Тестирование и результаты тестов

Напоминаем главную цель исследования — добиться снижения энергопотребления процессора.

Первоначально, мы снизили напряжение процессора с 1.408В до 1.25В, после чего с успехом прошли все тесты.

Мы не остановились на этом и пошли еще дальше — наш процессор оказался стабилен на номинальной частоте и напряжении 1.15В!

На наш взгляд, это великолепный результат!

Первое, что хочется отметить — то, что наши эксперименты по прямому регулированию напряжения процессора, не сказались ни в худшую ни в лучшую сторону, на энергопотреблении системы во время бездействия.

Так как мы не можем вычленить энергопотребление только процессора, то остается предположить, что мы получили нормативные 95Вт TDP процессора, а остальные 12Вт ушли на остальные компоненты системы.

Наибольшее снижение энергопотребления системы мы получили при напряжении процессора 1.15В — 43Вт.

Энергопотребление процессора снизилось, почти, вдвое!

Грубо говоря - был процессор с TDP 95Вт, стал с 53Вт.

Температура процессора наиболее существенно снизилась в первом шаге — на 4 градуса.

Вторая итерация снизила температуру еще на 2 градуса — до 33 градусов.

Такие низкие температуры процессорных ядер — заслуга суперкулера Noctua, вентиляторы которого работали на полную мощность (2х 1350 об/мин).

Конечно, в задачах приближенных к реальным, все не так наглядно.

Cinebench стал самым тяжелым приложением, приближенным к реальности (рендерингу) — 31Вт потребления разделяют номинальное напряжение процессора и 1.15В.

Второе место по генерации потребления стал архиватор 7-Zip — лучший и худший результаты разделяет 28Вт.

Третье место досталось архиватору WinRar, который не очень эффективен в качестве нагревателя — 74 и 93Вт, соответственно.

Экономичный домашний сервер

Переходим к финальному разделу статьи — установке улучшенного процессора в сервер.

Конечно, многих убедит стабильность в LinX в течение 12 минут при напряжении 1.15В. Но, только, не нас!

После всех тестов, мы провели дополнительный цикл тестирования, прежде чем мы решили поставить процессор в наш сервер и заменить там 45Вт AMD Athlon II X2 240e:

10 прогонов при объеме оперативной памяти 3072Мб процессор выполнил за 43 минуты и 15 секунд.

Такая стабильность нас устроила, и мы заменили процессор в нашем сервере. Кстати, сервер фигурировал в видеообзоре модульного блока питания HIPER K700, который сейчас трудится в нем же:

Вывод

Не нужно бояться высоких значений TDP для процессоров, которые вы планируете ставить в ваш домашний сервер. Потратьте несколько часов, чтобы выяснить, на что способен ваш процессор в плане энергопотребления и энергосбережения.

Возможно, вам достанется еще более удачный процессор, чем у нас!

Не забывайте, что счета за электричество имеют тенденцию к росту, но не снижению, что особенно важно для домашнего сервера, который работает круглосуточно.

Обсудить статью в конференции