Placa base SynQuacer E-Series per a un servidor ARM de 24 nuclis en un processador ARM Cortex A53 amb 32 GB de RAM,
Durant molts anys, els processadors de conjunts d'instruccions reduïts (RISC) ARM han dominat el mercat de dispositius mòbils. Però mai van aconseguir entrar als centres de dades, on Intel i AMD encara regnen amb el conjunt d'instruccions x86. De tant en tant, apareixen solucions exòtiques individuals, com ara , però encara no hi ha propostes serioses. Més precisament, no va ser fins aquesta setmana.
AWS va llançar els seus propis processadors ARM de 64 nuclis al núvol aquesta setmana és un sistema en xip amb un nucli ARM Neoverse N1. La companyia afirma que Graviton2 és molt més ràpid que els processadors ARM de la generació anterior en instàncies EC2 A1, i aquí està .
El negoci d'infraestructures consisteix a comparar números. De fet, als clients d'un centre de dades o servei al núvol no els importa quina arquitectura tenen els processadors. Els preocupa la relació preu / rendiment. Si executar-se amb ARM és més barat que executar-se amb x86, s'escolliran.
Fins fa poc, era impossible dir inequívocament que la informàtica amb ARM seria més rendible que en x86. Per exemple, un servidor ARM Cortex A24 de 53 nuclis és un model costava uns 1000 dòlars, que podria executar un servidor web a Ubuntu, però era molt inferior en rendiment al processador x86.
Tanmateix, la sorprenent eficiència energètica dels processadors ARM ens fa mirar-los una i altra vegada. Per exemple, el SocioNext SC2A11 consumeix només 5 W. Però l'electricitat representa gairebé el 20% dels costos d'un centre de dades. Si aquests xips mostren un rendiment decent, aleshores x86 no tindrà cap possibilitat.
La primera arribada d'ARM: Instàncies EC2 A1
A finals de 2018, es va presentar AWS en els nostres propis processadors ARM. Sens dubte, va ser un senyal per a la indústria sobre possibles canvis al mercat, però els resultats de referència van ser decebedors.
La taula següent mostra Instàncies EC2 A1 (ARM) i EC2 M5d.metal (x86). La utilitat es va utilitzar per fer proves stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Com podeu veure, A1 va tenir pitjor rendiment en totes les proves excepte en la memòria cau. En la majoria dels altres indicadors, ARM va ser molt inferior. Aquesta diferència de rendiment és més gran que la diferència de preu del 46% entre l'A1 i l'M5. En altres paraules, els casos dels processadors x86 encara tenien una millor relació preu / rendiment:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metall
Diferència
cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matriu
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
dentadura
1389634
2770985
-49.85%
temporitzador
4970125
15367075
-67,66%
Per descomptat, els microbenchmarks no sempre mostren una imatge objectiva. El que importa és la diferència en el rendiment real de l'aplicació. Però aquí la imatge va resultar que no era millor. Els companys de Scylla van comparar instàncies a1.metal i m5.4xlarge amb el mateix nombre de processadors. En una prova de lectura estàndard de base de dades NoSQL en una configuració d'un sol node, la primera mostrava 102 operacions de lectura per segon i la segona 000. En ambdós casos, tots els processadors disponibles s'utilitzen al 610%. Això equival a una reducció sis vegades del rendiment, que no es compensa amb el preu més baix.
A més, les instàncies A1 només s'executen a EBS sense suport per a dispositius NVMe ràpids com altres instàncies.
En general, l'A1 va ser un pas en una nova direcció, però no va estar a l'altura de les expectatives d'ARM.
La segona arribada d'ARM: Instàncies EC2 M6
Tot això va canviar aquesta setmana quan AWS va introduir una nova classe de servidors ARM, així com una sèrie d'instàncies en nous processadors Fins i tot .
La comparació d'aquests casos mostra una imatge completament diferent. En algunes proves, ARM funciona millor, i de vegades molt millor, que x86.
Aquests són els resultats de l'execució de la mateixa comanda de prova d'estrès:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metall
Diferència
cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matriu
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
dentadura
3088242
2770985
11,45%
temporitzador
55515663
15367075
261,26%
Aquesta és una qüestió completament diferent: l'M6g és cinc vegades més ràpid que l'A1 quan es realitza operacions de lectura des de la base de dades Scylla NoSQL, i les noves instàncies M6gd executen unitats NVMe ràpides.
Ofensiva ARM en tots els fronts
El processador AWS Graviton2 és només un exemple d'ARM que s'utilitza als centres de dades. Però els senyals provenen de diferents direccions. Per exemple, el 15 de novembre de 2019, la startup nord-americana Nuvia .
La startup va ser fundada per tres enginyers líders que van participar en la creació de processadors a Apple i Google. Prometen desenvolupar processadors per a centres de dades que competiran amb Intel i AMD.
En Nuvia ha dissenyat un nucli de processador des de zero que es pot construir a sobre de l'arquitectura ARM, però sense obtenir una llicència ARM.
Tot això indica que els processadors ARM estan preparats per conquerir el mercat dels servidors. Després de tot, vivim en una era post-PC. Els enviaments anuals x86 han caigut gairebé un 10% des del seu pic de 2011, mentre que els xips RISC s'han disparat fins als 20 milions. Avui, el 99% dels processadors de 32 i 64 bits del món són RISC.
Els guanyadors del premi Turing John Hennessy i David Patterson van publicar un article el febrer de 2019 . Això és el que escriuen:
El mercat ha resolt la disputa RISC-CISC. Tot i que CISC va guanyar les etapes posteriors de l'era de PC, però RISC està guanyant ara que ha arribat l'era posterior a la PC. No s'han creat noves ISA de CISC durant dècades. Per a la nostra sorpresa, el consens sobre els millors principis ISA per a processadors de propòsit general avui encara s'inclina a favor del RISC, 35 anys després de la seva invenció... En ecosistemes de codi obert, els xips ben dissenyats demostraran avenços convincents i, per tant, acceleraran l'adopció comercial. . La filosofia del processador de propòsit general en aquests xips probablement serà RISC, que ha resistit la prova del temps. Espereu la mateixa innovació ràpida que durant l'última edat d'or, però aquesta vegada en termes de cost, energia i seguretat, no només rendiment.
"La propera dècada veurà una explosió cambriana de noves arquitectures d'ordinadors, senyalant temps emocionants per als arquitectes informàtics a l'acadèmia i la indústria", conclouen el document.
Font: www.habr.com