Jaký procesor pro herní server: jádra, takt a cache

U herního serveru neplatí, že víc jader znamená vyšší výkon. Většina her, včetně Minecraftu, počítá hlavní část herní logiky v jednom vlákně, takže o plynulosti rozhoduje hlavně výkon jednoho jádra: takt, architektura a velikost cache. Níže vysvětlíme, co jednotlivé parametry znamenají, kdy se víc jader opravdu hodí a podle čeho procesor vybrat.

Proč herní server chce hlavně rychlé jádro

Minecraft server počítá svět v ticích. Dvacetkrát za sekundu musí zpracovat pohyb mobů, redstone, farmy, hoppery i akce všech hráčů – na každý tick má 50 milisekund (víc v článku Co je TPS a MSPT). Tahle hlavní smyčka běží převážně v jednom vlákně. Když jedno jádro nestíhá, server laguje, i když ostatní jádra zrovna nemají co dělat.

Proto může server na procesoru s mnoha pomalými jádry běžet hůř než na procesoru s menším počtem rychlých jader. Další jádra pomohou, jen když má server práci, kterou jde rozdělit – o tom níže.

Takt a architektura

Takt (frekvence) v GHz říká, kolik pracovních cyklů jádro zvládne za sekundu. U procesorů se uvádějí dvě hodnoty:

• Základní takt – frekvence, kterou má procesor za běžných podmínek garantovanou i při zátěži.
• Boost – nejvyšší frekvence, na kterou se jádro dostane, když to dovolí teplota a spotřeba. Pro herní server je zajímavější, protože hlavní vlákno vytěžuje hlavně jedno jádro a to může běžet na vyšším taktu.

Takt ale nejde porovnávat napříč generacemi procesorů. Novější architektura zvládne za jeden cyklus víc práce – tomu se říká IPC (instrukce za cyklus). Nový procesor s nižším taktem tak může být rychlejší než starší s vyšším. Porovnávejte proto vždy konkrétní modely, ne jen gigahertzy.

Serverové procesory s desítkami jader mívají nižší takt. Pro databáze nebo virtualizaci je to výhoda, pro herní server s jedním hlavním vláknem často ne. Proto se pro herní hosting používají hlavně procesory s vysokým výkonem na jádro.

Cache: rychlá paměť přímo v procesoru

Cache je velmi rychlá paměť uvnitř procesoru. Když jádro potřebuje data, která v cache nejsou, musí si pro ně do operační paměti (RAM), a to trvá výrazně déle. Herní server přitom pracuje s velkým množstvím dat najednou – chunky, entity, bloky s vlastní logikou, data pluginů a módů. Čím víc se jich vejde do cache, tím méně jádro čeká.

Pro herní servery je nejdůležitější L3 cache, kterou sdílejí všechna jádra. Procesory AMD s technologií 3D V-Cache mají další vrstvu cache položenou přímo na čipu, a proto jí mají výrazně víc. Například Ryzen 7 5800X3D má 96 MB L3 cache, zatímco běžný Ryzen 7 5800X 32 MB.

Velká cache pomáhá hlavně tam, kde server neustále pracuje s velkým objemem dat – typicky hodně hráčů rozptýlených po mapě, velké farmy nebo modpacky se stovkami módů. Vyšší takt zase pomůže všude, kde je potřeba co nejvíc výpočetního výkonu jednoho jádra.

Kdy se víc jader opravdu hodí

Ani u Minecraftu nejsou další jádra zbytečná. Využijí se na práci, která běží mimo hlavní vlákno:

• Načítání a generování chunků – Paper a jádra od něj odvozená tuto práci do velké míry přesouvají mimo hlavní vlákno.
• Síť – komunikace s hráči a komprese dat.
• Úklid paměti – garbage collector v Javě běží ve více vláknech.
• Asynchronní úlohy pluginů – například ukládání do databáze nebo vykreslování webové mapy (BlueMap, Dynmap).
• Víc serverů najednou – síť s proxy (Velocity), lobby a minihrami, nebo Minecraft server a k tomu Discord bot.
• Folia – jádro od tvůrců Paperu, které dělí svět na oblasti a počítá je ve více vláknech. Hodí se pro velmi velké servery, ale řada pluginů s ní nefunguje. Viz Paper, Purpur, Folia nebo Spigot?

Pro většinu serverů tedy platí: několik rychlých jader je lepší než mnoho pomalých.

Další věci, na kterých záleží

• RAM – musí jí být dost, ale víc paměti, než server využije, ho nezrychlí. Kolik jí potřebujete, rozebírá článek Kolik RAM potřebuje Minecraft server.
• Disk – rychlý disk zkracuje načítání a ukládání světa, hlavně při startu serveru a při objevování nových oblastí.
• Konkrétní model procesoru – u hostingu se ptejte, na jakém procesoru server poběží. Údaj typu „4 vCPU“ bez modelu procesoru sám o sobě nic neříká, rozhoduje, jak rychlá ta jádra jsou. Na co dalšího se při výběru dívat, popisuje článek Jak vybrat Minecraft hosting.

Ryzen 9 5900X, nebo Ryzen 7 5800X3D?

ColdHost provozuje servery na vlastních strojích se dvěma procesory AMD architektury Zen 3:

Ryzen 9 5900X nabízí vyšší takt, Ryzen 7 5800X3D zase o polovinu větší L3 cache. Který se pro váš server hodí víc, podrobně rozebíráme v článku Ryzen 7 5800X3D vs. Ryzen 9 5900X pro Minecraft. Oba stroje mají 128 GB DDR4 RAM Kingston Fury, disk Apacer 2 TB, konektivitu 10 Gbit a DDoS ochranu v ceně. Podrobnosti najdete na stránce Hardware.

Shrnutí

• Herní server potřebuje hlavně rychlé jádro, ne co nejvíc jader.
• Boost a moderní architektura (IPC) rozhodují víc než počet jader.
• Velká L3 cache pomáhá serverům, které pracují s velkým objemem dat.
• Víc jader využijete na generování chunků, síť, úklid paměti a provoz více serverů.

Pokud nevíte, který procesor pro svůj server zvolit, napište nám tiket nebo se zeptejte na Discordu. Balíčky na obou procesorech najdete na stránce Minecraft hosting. Když už server máte a laguje, pokračujte článkem Lagy na Minecraft serveru nebo návodem Jak zrychlit Minecraft server.