新闻中心

EEPW首页 > 智能计算 > 市场分析 > 最新 CPU 和工作站的大比拼

最新 CPU 和工作站的大比拼

作者:JPR时间:2024-01-29来源:半导体产业纵横收藏

领域的竞争格局比近二十年来更加激烈。自 2000 年代中期以来,业界第一次可以为每个的主要组件找到两家真正可行的供应商:CPU 领域为英特尔和 AMD,独立专业 GPU 领域为英伟达和 AMD。与这一时期的许多点相比,今天的所有人都可以说是同时展现出了最好的一面,他们的产品线没有任何明显的弱点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202401/455173.htm

此外,顶级 OEM 厂商戴尔、惠普和联想 (DHL) 都已实现产品多元化,以利用具有竞争力的芯片资源,同时认真投资于产品的差异化,特别是在坚固性、易于访问性和散热方面。除了供应商选择之外,该行业还拥有一批规模较小、灵活的 OEM 和系统集成商,充满活力,可以满足专业计算领域几乎每个角落的需求。

所有这些都为我们提供了一个很好的机会,可以在市场上不断扩大的范围内试用产品,从高性能且纤薄的移动工作站,到桌边工作站,再到高端工作站可以提供的突破性功能。这些包括:

戴尔 Precision 5680 移动工作站:行业领导者的顶级型号,以轻薄的封装提供可靠的第 13 代核心性能。

惠普 Z4 G5:一款高级台式塔式电脑,围绕英特尔更新的 Xeon W-2000 系列而构建。

惠普 Z6 G5 A:一款基于 AMD 最新 Ryzen Threadripper Pro 7000WX 系列 CPU 的旗舰级立式台式机,性能可扩展至行业领先的 96 核。

轻薄/高性能移动工作站级别的最先进示例

配备第 13 代酷睿移动 CPU 的戴尔 Precision 5680。在当今的工作站市场中,移动工作站的出货量超过固定工作站约 45%–55%,这与 2010 年代形成鲜明对比,当时固定工作站拥有 2:1 的销量优势。疫情时期使市场发生了翻天覆地的变化,移动设备在远程和混合工作方面的卓越能力在 2019 年至 2022 年期间大幅增加了其受欢迎程度。几乎在任何类别的产品中,随着产量的增长,可用的外形尺寸和配置的种类也随之增加。移动工作站市场也不例外,其井喷式增长催生了一系列比传统桌面市场更广泛的产品类型。

在跟踪 JPR 工作站报告系列的市场时,笔者沿着两个主轴对当今的市场进行了细分:首先是机器移动性与性能的平衡,其次是显示器尺寸。

在前者中,定义了四个主要类:

次入口/低功耗——倾向于最轻、最小的封装,消耗最少的功耗。

性价比——市场的核心,服务于更多有兴趣在不超出预算的情况下优化性能的传统工作站用户。

轻薄/性能——针对寻求性能但愿意支付一点溢价以获得更具移动性的套餐的核心用户群。

绩效——绩效和生产力是最重要标准的部分。

这些细分市场往往都直接映射到英特尔为笔记本电脑和移动工作站提供服务的核心处理器系列中的功率层,因此后缀为:U/P (15W /28W)、H (45W) 和 HX (55W)。AMD 最近还使用 Ryzen Pro 移动 CPU 突破了联想和惠普工作站系列,它们自然倾向于适应相同的功率范围。

表 1:戴尔、惠普和联想当前的移动工作站产品如何适应 JPR 移动工作站细分市场和显示器尺寸。

沿着显示屏尺寸轴,市场上长期以来的主流显示器 15.6 英寸屏幕已分为 16 英寸和 14 英寸两类,以满足那些渴望更大屏幕(以及 16:10 宽高比)的用户的需求屏幕以及那些寻求绝对最小物理足迹的人。最高端仍然是 17.3 英寸屏幕,适合那些寻求最大的道路生产力的人。毫不奇怪,14 英寸的受欢迎程度往往与优先考虑移动性的次入门/低功耗客户群密切相关,而 16 和 17 英寸屏幕则更多地服务于以性能为导向的买家。

戴尔最新推出的薄型/高性能产品是 Precision 5680,与性价比级别(通常接近 1 英寸)相比,它在更薄(前后 0.8-0.87 英寸)的外形中提供了更高端的性能。这种时尚的外形配备了宽大的 16 英寸显示屏,具有 3840×2400 OLED 选项,以及人们期望在高级移动工作站中拥有的所有先进的专业功能,例如:vPro、指纹识别器和专业功能独立英伟达 RTX GPU。

Precision 5680:戴尔在轻薄/高性能领域的顶级移动工作站型号。(来源:戴尔)

重点关注 CPU 性能,在 SPECworkstation 3.0.4 基准测试的一系列 CPU 特定测试中,Precision 5680 的第 13 代酷睿 i9-13900H 的性能比同类第 12 代酷睿 i7-12800H(具有相同的核心数量和类型,由类似的内存、I/O 和图形功能支持)高出约 7%。

移动 Core i9-13900H (Dell Precision) 相对于上一代移动和桌面 Core CPU 的 SPECworkstation 3.0.4 得分。

有几点需要指出,最值得注意的是,此处的结果将第 13 代酷睿 H 级 (45W TDP) SKU 与具有相同内核数的第 12 代酷睿 H 级 SKU 进行了比较,在本例中为 14 个(六个注重性能的 P 核心和八个注重效率的 E 核心)。第 13 代酷睿整体提高了能效,使高端性能级 HX (55W TDP) SKU 能够扩展到 24 个内核 (8P/16E),这无疑将比第 12 代酷睿带来更大的性能裕度。

CPU 名称中包含什么?

上图对比了同类移动第 12 代和第 13 代酷睿 CPU 的性能,其中还包括一列:第 12 代酷睿 i9-12900K。对于那些不熟悉英特尔在其 SKU 编号后附加字母的人来说,i9-13900H 可能看起来像是 i9-12900K 的一代进步,或者至少接近。但事实证明,H 和 K 之间存在巨大差异。如上所述,H 代表更高性能移动设备的 45W TDP,而 K 指的是具有 125W TDP 的高端桌面 (HEDT) CPU,解锁超频频率(主要针对游戏玩家)。因此,这两个人当然不是能力上仅有微小差异的「近亲兄弟」,而是在潜在表现方面几乎没有相似之处的「远房表亲」。(无论如何,移动和固定领域的编号模糊性在 GPU 以及 AMD 和英伟达等其他供应商中也很普遍。)

HEDT CPU 更大的功率包络可实现显著更高的频率,从而转化为更高的性能,上一代 i9-12900K 在基准测试分数上相对于同类第 12 代和第 13 代酷睿移动 SKU 的巨大优势就证明了这一点。请记住,对于固定台式工作站而言,像第 13 代酷睿 i7 或 i9 这样的 CPU 代表入门级,在高级和旗舰级型号中还有很大的空间。

2024 年终极级固定工作站快照

配备 AMD Ryzen Threadripper Pro 7000WX 系列 CPU 的 HP Z6 G5 A。毫无疑问,移动工作站代表了设计、制造、数字媒体和娱乐、医疗、地球科学等专业人士移动性和功能的最佳折衷——强调「折衷」。

虽然固定工作站在移动性方面无法与移动工作站相比,但当首要目标是性能时,后者与固定机器所能实现的目标相比相形见绌。原因很简单,受物理定律的约束:机器移动性越高,可用功率越少,并且可以有效耗散功率的相应热输出消耗也越少(即热设计功率或 TDP)。相反,机器需要的移动性越小,可以传递和消耗的功率就越高。在其他条件相同的情况下,具有较大体积的线路供电机箱的性能优于冷却空间不足的电池供电(至少是部分时间)移动设备。

为了说明可用性能差距的全面范围,让我们跳到当今可用工作站 CPU 性能的最高端:AMD 的 Threadripper Pro 7000WX 系列,在所有 1 级三巨头的全新 Ultimate 级工作站中展示:戴尔的 Precision 7875、惠普的 Precision 7875 Z6 G5 A 和联想的 ThinkStation P6。

表 2:AMD Ryzen Threadripper Pro 7000WX 系列工作站 CPU 的主要规格。

7000WX 系列(TDP 为 350W)保留了之前 5000WX 系列的可用 CPU 核心数量,可满足各种工作站级别工作负载和计算专业人士的预算:从 12 核 7945WX 到 64 核 7985WX。随着 7000WX 系列的诞生,Threadripper Pro 将性能扩展范围进一步扩大,将行业标准提高到 7995WX 的 96 个内核。

JPR 的细分市场是为当今的固定工作站市场定义的,由各自的 CPU 产品线提供服务。

Z6 G5 A 加入了惠普工作站的固定系列,在表面和内部都展现了供应商既定的 Z DNA。从外面看,无论是美观还是坚固的结构,共同的外观和感觉都是显而易见的。当然,无处不在的 Z 机箱顶部手柄是集成的,乍一看可能是一个看似微不足道的功能,但它对负责部署和维护的 IT 人员证明了其巨大的价值。在内部,惠普对免工具访问的全面、认真的关注不仅意味着不需要螺丝或驱动器,而且还非常坚固。卸下 CPU 和内存风扇以访问 CPU 冷却器或添加 DIMM 需要按下两个指尖卡舌。同样,可以释放隔板处 PCIe 附加支架上的压力,并用一根手指来缓解板后部经常被忽视的固定。毫无疑问,对于那些需要经常了解内部结构(更换 CPU 和 GPU、添加内存或存储)的人来说,Z 周到的机箱设计肯定会令他们满意。

惠普 Z 工作站:基于 AMD Ryzen Threadripper Pro 的全新 Z6 G5 A。(来源:惠普)

但 Z6 G5 A 的主要卖点是我们在这里重点关注的:Threadripper Pro 7000WX 系列 CPU。惠普竭尽全力,为 JPR 评测设备配备了 96 核 7995WX,其内核数比上一代 5000WX 系列多出 50%,大大提高了单个 CPU 插槽中可用的最大内核数的标准。(值得注意的是,我还提供了一个配备非常相似的 Threadripper Pro 平台以及其他可用的 7000WX SKU。)鉴于 7995WX 在该平台和 Z6 G5 A 中的测试结果非常一致,并且为了获得更大的性能,跨 SKU 的结果广度,同时确保一致性和公平性,遵循的基准测试结果基于该平台,而不是 Z6 G5 A。(有充分的理由预期 Z6 G5 A 将提供全面的可比结果。)

惠普 Z 的简单、颜色编码但非常强大的组件访问。

将 Threadripper Pro 与英特尔最新的同类产品 Xeon W-3400 系列进行比较并不是那么简单。两者都支持八个带宽相似的内存通道,但两条产品线的 SKU 因核心数量而异,它们在少数数量上重叠,但并非全部重叠,而且在性能可能变化最大的高端也没有重叠。因此,笔者以这种方式评估两条产品线的性能:对于每个 W-3400 SKU(我有四个可用),比较两个最接近的 7000WX SKU,一个具有相同或下一个较低的核心数,另一个与下一个相比更高的计数。对于每个测试,我运行了一系列 SPECworkstation 3.1 CPU 特定测试、Cinebench R23(多线程/MT 模式)、Blender Cycles 3.0.6 和 PassMark 性能测试(所有 MT 测试的几何平均组合)。虽然这些测试旨在隔离 CPU 和内存子系统,但确保两个系统的 GPU 和 I/O 的性能即使不相同,也非常相似。

Threadripper Pro 7000WX CPU 相对于最接近的同类 Xeon W-3400 SKU 的基准测试结果。

平均而言,在将每个 7000WX SKU 与英特尔至强 W-3400 系列的相同或次低核心数 SKU 进行比较的全套测试中,7000WX 的得分高出 43%。将每个 7000WX 系列 SKU 与相同或更高核心数量的英特尔 Xeon W-3400 SKU 进行比较,Threadripper Pro 的得分高出约 18%。

升级的高级固定工作站:配备 Xeon W-2400 系列 CPU 的 HP Z4 G5

尽管 AMD 在 PC 和服务器市场的技术、性能和市场份额方面取得了明显进步,但英特尔仍然是 CAD 市场工作站的主要 CPU 供应商。虽然 AMD 凭借其 Threadripper Pro 和 Ryzen Pro 系列成功蚕食了英特尔在工作站领域的份额(这两款产品都获得了一级 OEM 的支持),但英特尔如今仍保持着主导份额。值得注意的是,尽管执行过程中出现了异常的失误并且刷新周期滞后,但它还是成功地保住了这一份额。

2023 年,英特尔最终成功升级的不是一个,而是整个以工作站为中心的 CPU 系列:入门级 Core、中端及以上 Xeon W 以及双路高端 Xeon Scalable。特别是,Xeon W(主要用于工作站的单插槽)和 Xeon Scalable(主要用于服务器的 2S+,但也用于高端工作站)迫切需要改造。英特尔在本世纪初失去了一些竞争力,部分原因是在先进制造工艺方面的挣扎。但英特尔更快地扭转了局面,第 12 代和第 13 代 Core 使 Core 重新回到了入门级 CPU 的地位。在高端领域,支持双插槽的至强可扩展处理器已经停滞不前,但随着双插槽工作站细分市场的萎缩,现在代表的市场利基越来越小,至强可扩展竞争优势的任何损失都几乎不会体现在英特尔的工作站 CPU 数量上。

相反,英特尔在其工作站 CPU 产品组合中的明显竞争漏洞是 Xeon W,该产品线服务于高端中端固定市场领域。进入 2023 年,至强 W-2200 产品一代在推出近四年后仍然是一级(戴尔/惠普/联想)OEM 的高端工作站型号的支柱。

最终,人们期待已久的 2023 年 Sapphire Rapids 一代 Xeon 的到来解决了这一问题。今年早些时候推出的 Sapphire Rapids 中更引人注目的是 Xeon W-3400 系列,其核心数量高达 56 个,以应对 Threadripper Pro 的猛攻。但引人注目并不一定与市场影响相关,因为更常见的是,较少被吹捧但主流价格的产品产生了最终收入流的大部分。

W-2400 是利润丰厚的高级中端产品的主宰,夹在下面的核心产品和上面更昂贵的 W-3400 之间。更重要的是,它结束了该关键领域长达四年的技术更新暂停。SPECworkstation 的基准测试表明 CAD 用户可以预期从上一代 W-2200 升级到 W-2400 时性能将大幅提升。将高端至强 W-2495X 与之前的旗舰产品 W-2265 进行比较,我们发现多种 SPEC 工作站测试(版本 3.0.4,以实现历史一致性)的吞吐量平均提高了 115%。

当然,W7-2495X 提供的核心数量是 W-2265 的两倍,因此有人可能会认为这不是一场公平的战斗。我绝对会反驳这一点,因为在同类竞争中,最终的决定因素是价格。通过在该范围内的相似点进行介绍,这是与买家最相关的比较,并且以相同的价格将核心数量增加一倍是工艺缩小的不止一步所预期的逻辑改进。

英特尔全面恢复竞争地位,但 AMD 继续施加压力

英特尔近年来在执行方面的失误(更关键的是在制造方面)使该公司处于一种尴尬的境地:它不是掠夺者,而是猎物,迫切需要恢复其竞争优势。随着 2022 年和 2023 年推出的几代 Core 系列(第 12 代 Alder Lake 和第 13 代 Raptor Lake),它在入门级固定工作站和各种移动设备中都实现了这一目标。经过一段长时间的停顿后,随着 Sapphire Rapids 一代 Xeon W-2400 的继任者的推出,英特尔似乎已经巩固了其作为服务于高级工作站级别的主导 CPU 供应商的地位。(值得注意的是,AMD 的 HEDT、以游戏玩家为中心的 Threadripper 7000X 没有「Pro」或「W」)可以根据客户的不同,被视为高级工作站细分市场中 W-2400 的可行替代品。但是,其缺乏 AMD Pro 技术支持通常使其在企业应用程序中无法启动。

凭借 Xeon W-3400,英特尔至少减缓了 AMD 对 Ultimate 级别的入侵,或多或少地赶上了 2022 年的 Threadripper Pro 5000WX 一代。不过,AMD 仍在继续施加压力,其 7000WX 系列再次确立了性能领先地位在终极类别中,尽管尚未转化为销量领先地位。

移动工作站与固定工作站:针对不同目标优化的不同工具

以工作站为中心的基准测试结果验证了这样的主张:像 Precision 5680 这样的移动工作站可以为远离办公桌的专业用户提供性能最高、最可靠的计算机。但同样的结果驳斥了工作站市场上普遍存在的一种误解:移动工作站可以取代固定工作站。这种想法可能只适合少数人——他们的需求比较温和并且可以通过手机完全满足,但通常情况下肯定不会。它绝对不适用于传统工作站市场的长期核心用户群:那些需求从未真正得到满足的人,而是那些只接受目前可以获得的东西,同时期待着未来可用的增量性能的人。

SPECworkstation 3.1 整个工作站范围内 CPU 的总体性能(各个测试的几何平均值),针对移动 Core i9-13900H 进行标准化。

考虑上面的图表,它反映了此次调查的工作站相关 CPU 的相对 SPEC 工作站性能。配备 Core i9-13900H 的 Dell Precision 5680 在如此轻薄的封装中提供了前所未有的性能水平。然后,对固定高级版和终极版中可用的当前型号进行采样,很明显,对于那些需要它并且倾向于将大部分时间花在办公桌上的人来说,有更多可用的性能。

简而言之,移动工作站和固定工作站就像苹果和橘子,针对不同的优先级进行优化:前者的移动性以牺牲性能为代价,后者的性能以牺牲移动性为代价。为了获得最佳性能,固定工作站是无可替代的,而且永远不会有。这种二分法解释了为什么对于继续重视增量性能的核心工作站来说,它不是选择其中之一,而是两者兼而有之。固定工作站仍然是坐在办公桌旁的主力,辅之以用户远离办公室的移动工作站,这清楚地反映在目前非常接近 50/50 的市场容量分配上。



关键词: 工作站

评论


相关推荐

技术专区

关闭