ARM serverlər dövrü gəlir?

24 GB RAM ilə ARM Cortex A53 prosessorunda 32 nüvəli ARM server üçün SynQuacer E-Series ana plata, Dekabr 2018

Uzun illərdir ki, ARM azaldılmış təlimat dəsti (RISC) prosessorları mobil cihaz bazarında üstünlük təşkil edir. Lakin onlar heç vaxt Intel və AMD-nin hələ də x86 təlimat dəsti ilə hökm sürdüyü məlumat mərkəzlərinə girə bilmədilər. kimi zaman-zaman fərdi ekzotik həllər ortaya çıxır Banana Pi platformasında 24 nüvəli ARM server, lakin hələlik ciddi təkliflər yoxdur. Daha doğrusu, bu həftəyə qədər deyildi.

AWS bu həftə buludda özünün 64 nüvəli ARM prosessorlarını işə saldı Qraviton2 ARM Neoverse N1 nüvəsi olan çip üzərində sistemdir. Şirkət iddia edir ki, Graviton2 EC2 A1 instansiyalarında əvvəlki nəsil ARM prosessorlarından daha sürətlidir və burada ilk müstəqil testlər.

İnfrastruktur biznesi rəqəmləri müqayisə etməkdən ibarətdir. Əslində, məlumat mərkəzinin və ya bulud xidmətinin müştəriləri prosessorların hansı arxitekturaya sahib olduğuna əhəmiyyət vermirlər. Onlar qiymət/performans nisbətinə əhəmiyyət verirlər. ARM-də işləmək x86-da işləməkdən daha ucuzdursa, onlar seçiləcək.

Son vaxtlara qədər ARM-də hesablamaların x86-dan daha sərfəli olacağını birmənalı demək mümkün deyildi. Məsələn, server 24 nüvəli ARM Cortex A53 modelidir SocioNext SC2A11 təxminən 1000 dollara başa gəlir, bu Ubuntu-da veb server işlədə bilər, lakin performans baxımından x86 prosessorundan xeyli aşağı idi.

Bununla belə, ARM prosessorlarının heyrətamiz enerji səmərəliliyi bizi onlara təkrar-təkrar baxmağa vadar edir. Məsələn, SocioNext SC2A11 yalnız 5 Vt enerji istehlak edir. Lakin elektrik enerjisi məlumat mərkəzinin xərclərinin demək olar ki, 20%-ni təşkil edir. Bu çiplər layiqli performans göstərsə, x86-nın heç bir şansı olmayacaq.

ARM-in İlk Gəlişi: EC2 A1 Nümunələri

2018-ci ilin sonunda AWS təqdim edildi EC2 A1 nümunələri öz ARM prosessorlarımızda. Bu, mütləq bazarda potensial dəyişikliklərlə bağlı sənaye üçün bir siqnal idi, lakin etalon nəticələri məyus oldu.

Aşağıdakı cədvəl göstərir stress testinin nəticələri EC2 A1 (ARM) və EC2 M5d.metal (x86) nümunələri. Utilit test üçün istifadə edilmişdir stress-ng:

stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m

Gördüyünüz kimi, A1 keşdən başqa bütün testlərdə daha pis çıxış etdi. Əksər digər göstəricilərdə ARM çox aşağı idi. Bu performans fərqi A46 və M1 arasındakı 5% qiymət fərqindən daha böyükdür. Başqa sözlə, x86 prosessorlarındakı nümunələr hələ də daha yaxşı qiymət/performans nisbətinə malik idi:

Sınaq
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Fərq

gizli yer
1280
311
311,58%

icache
18209
34368
-47,02%

matris
77932
252190
-69,10%

CPU
9336
24077
-61,22%

memcpy
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

dişçilik
1389634
2770985
-49.85%

timer
4970125
15367075
-67,66%

Əlbəttə ki, mikrobençmarklar həmişə obyektiv mənzərəni göstərmir. Əhəmiyyətli olan faktiki tətbiq performansındakı fərqdir. Ancaq burada şəkil daha yaxşı olmadığı ortaya çıxdı. Scylla-dan olan həmkarlar a1.metal və m5.4xlarge instansiyalarını eyni sayda prosessorla müqayisə etdilər. Tək node konfiqurasiyasında standart NoSQL verilənlər bazası oxu testində birincisi saniyədə 102, ikincisi isə 000 oxuma əməliyyatı göstərdi.Hər iki halda bütün mövcud prosessorlar 610% istifadə olunur. Bu, aşağı qiymətlə kompensasiya olunmayan performansın təxminən altı dəfə azalmasına bərabərdir.

Bundan əlavə, A1 nümunələri digər nümunələr kimi sürətli NVMe cihazları üçün dəstək olmadan yalnız EBS-də işləyir.

Ümumiyyətlə, A1 yeni istiqamətdə atılmış bir addım idi, lakin ARM-in gözləntilərini doğrultmadı.

ARM-in İkinci Gəlişi: EC2 M6 Nümunələri

Bu həftə AWS ARM serverlərinin yeni sinfini, həmçinin yeni prosessorlarda bir sıra nümunələri təqdim edəndə hər şey dəyişdi. Qraviton2O cümlədən M6g və M6gd.

Bu halların müqayisəsi tamamilə fərqli mənzərəni göstərir. Bəzi testlərdə ARM x86-dan daha yaxşı, bəzən isə daha yaxşı işləyir.

Eyni stress testi əmrini yerinə yetirməyin nəticələri budur:

Sınaq
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Fərq

gizli yer
218
311
-29,90%

icache
45887
34368
33,52%

matris
453982
252190
80,02%

CPU
14694
24077
-38,97%

memcpy
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

dişçilik
3088242
2770985
11,45%

timer
55515663
15367075
261,26%

Bu, tamam başqa məsələdir: Scylla NoSQL verilənlər bazasından oxu əməliyyatlarını yerinə yetirərkən M6g A1-dən beş dəfə sürətlidir və yeni M6gd nümunələri sürətli NVMe sürücülərini idarə edir.

Bütün cəbhələrdə ARM hücumu

AWS Graviton2 prosessoru məlumat mərkəzlərində istifadə olunan ARM-in yalnız bir nümunəsidir. Amma siqnallar müxtəlif istiqamətlərdən gəlir. Məsələn, 15 noyabr 2019-cu ildə Amerika startapı Nuvia 53 milyon dollar vençur maliyyəsi cəlb etmişdir.

Startap Apple və Google-da prosessorların yaradılmasında iştirak etmiş üç aparıcı mühəndis tərəfindən təsis edilib. Onlar Intel və AMD ilə rəqabət aparacaq məlumat mərkəzləri üçün prosessorlar hazırlamağa söz verirlər.

Haqqında mövcud məlumatNuvia, ARM arxitekturası üzərində qurula bilən, lakin ARM lisenziyası almadan sıfırdan bir prosessor nüvəsi dizayn etmişdir.

Bütün bunlar ARM prosessorlarının server bazarını fəth etməyə hazır olduğunu göstərir. Axı biz PC-dən sonrakı dövrdə yaşayırıq. İllik x86 tədarükləri 10-ci ilin zirvəsindən bəri təxminən 2011% azaldı, RISC çipləri isə 20 milyarda yüksəldi. Bu gün dünyada 99 və 32 bitlik prosessorların 64%-i RISC-dir.

Turing mükafatı laureatları Con Hennessy və David Patterson 2019-cu ilin fevralında məqalə dərc etdilər "Kompüter Memarlığı üçün Yeni Qızıl Dövr". Yazdıqları budur:

Bazar RISC-CISC mübahisəsini həll etdi. Baxmayaraq ki, CISC PC dövrünün sonrakı mərhələlərində qalib gəlsə də, PC-dən sonrakı dövr gəlib çatdığından RISC indi qalib gəlir. Onilliklər ərzində yeni CISC ISA-lar yaradılmayıb. Təəccüblüdür ki, ümumi təyinatlı prosessorlar üçün ən yaxşı ISA prinsipləri ilə bağlı konsensus bu gün ixtirasından 35 il sonra hələ də RISC-nin xeyrinədir... Açıq mənbəli ekosistemlərdə yaxşı dizayn edilmiş çiplər cəlbedici irəliləyişlər nümayiş etdirəcək və bununla da kommersiya tətbiqini sürətləndirəcək. . Bu çiplərdəki ümumi təyinatlı prosessor fəlsəfəsi, çox güman ki, zamanın sınağından çıxmış RISC olacaq. Son qızıl dövrdə olduğu kimi eyni sürətli innovasiyanı gözləyin, lakin bu dəfə təkcə performans deyil, qiymət, enerji və təhlükəsizlik baxımından.

“Növbəti onillikdə yeni kompüter arxitekturalarının Kembri partlayışı müşahidə olunacaq, bu, akademiya və sənayedəki kompüter memarları üçün həyəcanverici vaxtların siqnalını verəcək”, – onlar məqaləni yekunlaşdırırlar.

Mənbə: www.habr.com