এআরএম সার্ভারের যুগ কি আসছে?

24 GB RAM সহ ARM Cortex A53 প্রসেসরে 32-কোর ARM সার্ভারের জন্য SynQuacer E-Series মাদারবোর্ড, ডিসেম্বর 2018

বহু বছর ধরে, এআরএম রিসড ইনস্ট্রাকশন সেট (আরআইএসসি) প্রসেসর মোবাইল ডিভাইসের বাজারে আধিপত্য বিস্তার করেছে। কিন্তু তারা কখনই ডেটা সেন্টারে প্রবেশ করতে পারেনি, যেখানে ইন্টেল এবং এএমডি এখনও x86 নির্দেশনা সেটের সাথে রাজত্ব করে। সময়ে সময়ে, পৃথক বহিরাগত সমাধান প্রদর্শিত হয়, যেমন ব্যানানা পাই প্ল্যাটফর্মে 24-কোর এআরএম সার্ভার, কিন্তু এখনও কোন গুরুতর প্রস্তাব নেই. আরও স্পষ্টভাবে, এটি এই সপ্তাহ পর্যন্ত ছিল না।

AWS এই সপ্তাহে ক্লাউডে নিজস্ব 64-কোর ARM প্রসেসর চালু করেছে মহাকর্ষ ২ একটি ARM Neoverse N1 কোর সহ একটি সিস্টেম-অন-চিপ। কোম্পানি দাবি করে যে Graviton2 পূর্ববর্তী প্রজন্মের ARM প্রসেসরের তুলনায় EC2 A1 দৃষ্টান্তে অনেক দ্রুত, এবং এটি এখানে প্রথম স্বাধীন পরীক্ষা.

অবকাঠামোগত ব্যবসা হল সংখ্যার তুলনা করা। প্রকৃতপক্ষে, একটি ডেটা সেন্টার বা ক্লাউড পরিষেবার ক্লায়েন্টরা প্রসেসরগুলির কী আর্কিটেকচার রয়েছে তা বিবেচনা করে না। তারা মূল্য/কর্মক্ষমতা অনুপাত সম্পর্কে যত্নশীল। যদি এআরএম-এ চালানো x86-এ চালানোর চেয়ে সস্তা হয়, তবে সেগুলি বেছে নেওয়া হবে।

সম্প্রতি অবধি, এটি দ্ব্যর্থহীনভাবে বলা অসম্ভব ছিল যে এআরএম-এ কম্পিউটিং x86 এর চেয়ে বেশি লাভজনক হবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি সার্ভার 24-কোর ARM Cortex A53 একটি মডেল SocioNext SC2A11 যার খরচ প্রায় ১০০০ ডলার, যা ওয়েব সার্ভারকে উন্নীত করতে পারে Ubuntuকিন্তু কর্মক্ষমতার দিক থেকে এটি x86 প্রসেসরের চেয়ে অনেক নিকৃষ্ট ছিল।

যাইহোক, এআরএম প্রসেসরগুলির আশ্চর্যজনক শক্তি দক্ষতা আমাদের বারবার তাদের দিকে তাকাতে বাধ্য করে। উদাহরণস্বরূপ, SocioNext SC2A11 মাত্র 5 ওয়াট খরচ করে। কিন্তু একটি ডেটা সেন্টারের খরচের প্রায় 20% বিদ্যুতের জন্য দায়ী। যদি এই চিপগুলি শালীন কর্মক্ষমতা দেখায়, তাহলে x86 এর কোন সুযোগ থাকবে না।

এআরএম-এর প্রথম আগমন: EC2 A1 দৃষ্টান্ত

2018 এর শেষে, AWS চালু হয়েছে EC2 A1 উদাহরণ আমাদের নিজস্ব এআরএম প্রসেসরে। এটি অবশ্যই বাজারে সম্ভাব্য পরিবর্তন সম্পর্কে শিল্পের জন্য একটি সংকেত ছিল, কিন্তু বেঞ্চমার্ক ফলাফল হতাশাজনক ছিল।

নীচের টেবিল দেখায় স্ট্রেস পরীক্ষার ফলাফল EC2 A1 (ARM) এবং EC2 M5d.metal (x86) উদাহরণ। ইউটিলিটি পরীক্ষার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল stress-ng:

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

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, A1 ক্যাশে ব্যতীত সমস্ত পরীক্ষায় খারাপ পারফর্ম করেছে। বেশিরভাগ অন্যান্য সূচকে, এআরএম খুব নিকৃষ্ট ছিল। এই পারফরম্যান্সের পার্থক্য A46 এবং M1 এর মধ্যে 5% মূল্যের পার্থক্যের চেয়ে বড়। অন্য কথায়, x86 প্রসেসরের দৃষ্টান্তগুলিতে এখনও ভাল মূল্য/কর্মক্ষমতা অনুপাত ছিল:

পরীক্ষা
EC2 A1
EC2 M5d.metal
পার্থক্য

ক্যাশে
1280
311
৮০%

icache
18209
34368
-47,02%

জরায়ু
77932
252190
-69,10%

সিপিইউ
9336
24077
-61,22%

স্মৃতিচারণ
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

দাঁতের চিকিৎসা
1389634
2770985
-49.85%

সময় নির্ণায়ক
4970125
15367075
-67,66%

অবশ্যই, মাইক্রোবেঞ্চমার্ক সবসময় একটি বস্তুনিষ্ঠ ছবি দেখায় না। আসল অ্যাপ্লিকেশন কর্মক্ষমতা পার্থক্য কি গুরুত্বপূর্ণ. কিন্তু এখানে ছবিটা আর ভালো হলো না। Scylla এর সহকর্মীরা একই সংখ্যক প্রসেসরের সাথে a1.metal এবং m5.4x বৃহৎ দৃষ্টান্তের তুলনা করেছেন। একটি একক নোড কনফিগারেশনে একটি স্ট্যান্ডার্ড NoSQL ডাটাবেস রিড টেস্টে, প্রথমটি প্রতি সেকেন্ডে 102 রিড অপারেশন দেখায় এবং দ্বিতীয়টি 000৷ উভয় ক্ষেত্রেই, সমস্ত উপলব্ধ প্রসেসর 610% ব্যবহার করা হয়৷ এটি পারফরম্যান্সে প্রায় ছয়গুণ হ্রাসের সমান, যা কম দাম দ্বারা অফসেট হয় না।

অতিরিক্তভাবে, অন্যান্য উদাহরণের মতো দ্রুত NVMe ডিভাইসগুলির জন্য সমর্থন ছাড়াই A1 দৃষ্টান্তগুলি শুধুমাত্র EBS-এ চলে।

সামগ্রিকভাবে, A1 একটি নতুন দিকের একটি পদক্ষেপ ছিল, কিন্তু এটি ARM-এর প্রত্যাশা পূরণ করেনি।

দ্য সেকেন্ড কমিং অফ এআরএম: EC2 M6 ইনস্ট্যান্স

এই সপ্তাহে সব পরিবর্তন হয়েছে যখন AWS ARM সার্ভারের একটি নতুন ক্লাস প্রবর্তন করেছে, সেইসাথে নতুন প্রসেসরে বেশ কয়েকটি উদাহরণ মহাকর্ষ ২সুদ্ধ M6g এবং M6gd.

এই উদাহরণগুলির তুলনা সম্পূর্ণ ভিন্ন চিত্র দেখায়। কিছু পরীক্ষায়, এআরএম x86 এর চেয়ে ভাল এবং কখনও কখনও অনেক ভাল কাজ করে।

এখানে একই স্ট্রেস টেস্ট কমান্ড চালানোর ফলাফল রয়েছে:

পরীক্ষা
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
পার্থক্য

ক্যাশে
218
311
-29,90%

icache
45887
34368
৮০%

জরায়ু
453982
252190
৮০%

সিপিইউ
14694
24077
-38,97%

স্মৃতিচারণ
134711
111877
৮০%

qsort
943
728
৮০%

দাঁতের চিকিৎসা
3088242
2770985
৮০%

সময় নির্ণায়ক
55515663
15367075
৮০%

এটি একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন বিষয়: Scylla NoSQL ডাটাবেস থেকে রিড অপারেশন করার সময় M6g A1 এর চেয়ে পাঁচগুণ দ্রুত, এবং নতুন M6gd দৃষ্টান্তগুলি দ্রুত NVMe ড্রাইভ চালায়।

সব ফ্রন্টে এআরএম আক্রমণাত্মক

AWS Graviton2 প্রসেসর ডেটা সেন্টারে ARM ব্যবহার করার একটি উদাহরণ মাত্র। কিন্তু সংকেত আসে বিভিন্ন দিক থেকে। উদাহরণস্বরূপ, নভেম্বর 15, 2019, আমেরিকান স্টার্টআপ নুভিয়া উদ্যোগ তহবিল $53 মিলিয়ন উত্থাপিত.

স্টার্টআপটি তিনজন শীর্ষস্থানীয় প্রকৌশলী দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যারা অ্যাপল এবং গুগলে প্রসেসর তৈরির সাথে জড়িত ছিলেন। তারা তথ্য কেন্দ্রগুলির জন্য প্রসেসর তৈরি করার প্রতিশ্রুতি দেয় যা ইন্টেল এবং এএমডির সাথে প্রতিযোগিতা করবে।

উপর উপলব্ধ তথ্য, নুভিয়া গ্রাউন্ড আপ থেকে একটি প্রসেসর কোর ডিজাইন করেছে যা এআরএম আর্কিটেকচারের "উপরে" তৈরি করা যেতে পারে, কিন্তু একটি এআরএম লাইসেন্স ছাড়াই।

এই সমস্ত ইঙ্গিত দেয় যে ARM প্রসেসর সার্ভারের বাজার জয় করতে প্রস্তুত। সর্বোপরি, আমরা পিসি-পরবর্তী যুগে বাস করি। বার্ষিক x86 শিপমেন্ট তাদের 10 এর শীর্ষ থেকে প্রায় 2011% কমেছে, যখন RISC চিপগুলি 20 বিলিয়নে বেড়েছে। আজ, বিশ্বের 99- এবং 32-বিট প্রসেসরের 64% হল RISC।

টুরিং পুরস্কার বিজয়ী জন হেনেসি এবং ডেভিড প্যাটারসন ফেব্রুয়ারি 2019 এ একটি নিবন্ধ প্রকাশ করেছেন "কম্পিউটার আর্কিটেকচারের জন্য একটি নতুন স্বর্ণযুগ". তারা যা লিখেছে তা এখানে:

বাজার RISC-CISC বিরোধ নিষ্পত্তি করেছে। যদিও CISC পিসি যুগের পরবর্তী পর্যায়ে জিতেছে, কিন্তু RISC এখন জয়ী হচ্ছে যে পোস্ট-পিসি যুগ এসেছে। কয়েক দশক ধরে কোনো নতুন CISC ISA তৈরি করা হয়নি। আমাদের আশ্চর্যের বিষয়, সাধারণ-উদ্দেশ্যের প্রসেসরগুলির জন্য সেরা ISA নীতিগুলির উপর সম্মতি আজও RISC-এর পক্ষে ঝুঁকছে, এটির উদ্ভাবনের 35 বছর পরেও... ওপেন সোর্স ইকোসিস্টেমে, ভাল ডিজাইন করা চিপগুলি বাধ্যতামূলক অগ্রগতি প্রদর্শন করবে এবং এর ফলে বাণিজ্যিক গ্রহণকে ত্বরান্বিত করবে . এই চিপগুলিতে সাধারণ উদ্দেশ্য প্রসেসরের দর্শন সম্ভবত RISC হবে, যা সময়ের পরীক্ষায় দাঁড়িয়েছে। গত স্বর্ণযুগের মতো একই দ্রুত উদ্ভাবন আশা করুন, কিন্তু এবার খরচ, শক্তি এবং নিরাপত্তার ক্ষেত্রে, শুধু কর্মক্ষমতা নয়।

"পরের দশকে নতুন কম্পিউটার আর্কিটেকচারের ক্যামব্রিয়ান বিস্ফোরণ দেখতে পাবে, যা একাডেমিয়া এবং শিল্পে কম্পিউটার স্থপতিদের জন্য উত্তেজনাপূর্ণ সময়ের সংকেত দেবে," তারা কাগজটি শেষ করে।

উত্স: www.habr.com