Ang panahon ba sa mga ARM server moabut?

Ang SynQuacer E-Series motherboard para sa 24-core ARM server sa ARM Cortex A53 processor nga adunay 32 GB nga RAM, Disyembre 2018

Sulod sa daghang mga tuig, ang ARM nga pagkunhod sa instruksiyon sa set (RISC) nga mga processor nagdominar sa merkado sa mobile device. Apan wala gyud sila makalusot sa mga sentro sa datos, diin naghari gihapon ang Intel ug AMD sa set sa instruksiyon sa x86. Matag karon ug unya, ang mga indibidwal nga exotic nga solusyon makita, sama sa 24-core ARM server sa Banana Pi nga plataporma, apan wala pa'y seryoso nga mga sugyot. Sa mas tukma, kini dili hangtod karong semanaha.

Ang AWS naglansad sa kaugalingon nga 64-core ARM processors sa panganod karong semanaha grabiton2 usa ka system-on-chip nga adunay ARM Neoverse N1 core. Giangkon sa kompanya nga ang Graviton2 labi ka paspas kaysa sa miaging henerasyon nga mga processor sa ARM sa mga higayon nga EC2 A1, ug ania kini una nga independente nga mga pagsulay.

Ang negosyo sa imprastraktura bahin sa pagtandi sa mga numero. Sa tinuud, ang mga kliyente sa usa ka sentro sa datos o serbisyo sa panganod wala magtagad kung unsa ang arkitektura sa mga nagproseso. Nag-atiman sila sa ratio sa presyo/performance. Kung ang pagdagan sa ARM mas barato kaysa pagdagan sa x86, nan sila ang pilion.

Hangtud bag-o lang, imposible nga isulti nga klaro nga ang pag-compute sa ARM mas mapuslanon kaysa sa x86. Pananglitan, ang usa ka server nga 24-core ARM Cortex A53 usa ka modelo SocioNext SC2A11 nagkantidad ug mga $1000, nga makadagan sa usa ka web server sa Ubuntu, apan mas ubos ang performance sa x86 processor.

Bisan pa, ang katingad-an nga kahusayan sa enerhiya sa mga processor sa ARM naghimo kanamo nga gitan-aw sila pag-usab. Pananglitan, ang SocioNext SC2A11 naggamit lamang sa 5 W. Apan ang elektrisidad nagkantidad sa hapit 20% sa gasto sa usa ka sentro sa datos. Kung kini nga mga chips nagpakita sa disente nga pasundayag, nan ang x86 walay higayon.

Ang Unang Pag-abot sa ARM: EC2 A1 Instance

Sa katapusan sa 2018, gipaila ang AWS EC2 A1 nga mga higayon sa among kaugalingon nga mga processor sa ARM. Kini siguradong usa ka senyales sa industriya bahin sa mga potensyal nga pagbag-o sa merkado, apan ang mga resulta sa benchmark makapahigawad.

Ang talaan sa ubos nagpakita resulta sa stress testing EC2 A1 (ARM) ug EC2 M5d.metal (x86) nga mga higayon. Ang utility gigamit alang sa pagsulay stress-ng:

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

Sama sa imong nakita, ang A1 nahimo nga labi ka grabe sa tanan nga mga pagsulay gawas sa cache. Sa kadaghanan sa uban nga mga timailhan, ang ARM labi ka ubos. Kini nga kalainan sa pasundayag mas dako kaysa 46% nga kalainan sa presyo tali sa A1 ug M5. Sa laing pagkasulti, ang mga higayon sa x86 nga mga processor adunay mas maayo nga ratio sa presyo/performance:

pagsulay
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Ang kalainan

cache
1280
311
311,58%

icache
18209
34368
-47,02%

taguangkan sa
77932
252190
-69,10%

CPU
9336
24077
-61,22%

memcpy
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

ngipon
1389634
2770985
-49.85%

timer
4970125
15367075
-67,66%

Siyempre, ang mga microbenchmark dili kanunay magpakita sa usa ka tumong nga hulagway. Ang importante mao ang kalainan sa aktuwal nga performance sa aplikasyon. Apan dinhi ang hulagway nahimo nga dili mas maayo. Ang mga kauban gikan sa Scylla nagtandi sa a1.metal ug m5.4xlarge nga mga higayon nga adunay parehas nga gidaghanon sa mga processor. Sa usa ka standard nga NoSQL database read test sa usa ka node configuration, ang una nagpakita sa 102 read operations kada segundo, ug ang ikaduha 000. Sa duha ka mga kaso, ang tanan nga anaa nga mga processor gigamit sa 610%. Kini katumbas sa mga unom ka pilo nga pagkunhod sa pasundayag, nga dili mabalanse sa mas ubos nga presyo.

Dugang pa, ang mga kaso sa A1 nagdagan lamang sa EBS nga wala’y suporta alang sa paspas nga mga aparato sa NVMe sama sa ubang mga higayon.

Sa kinatibuk-an, ang A1 usa ka lakang sa usa ka bag-ong direksyon, apan wala kini motuman sa gipaabut sa ARM.

Ang Ikaduhang Pag-abot sa ARM: EC2 M6 Instances

Kana tanan nausab karong semanaha sa dihang gipaila sa AWS ang usa ka bag-ong klase sa mga server sa ARM, ingon man daghang mga higayon sa mga bag-ong processor. grabiton2lakip M6g ug M6gd.

Ang pagtandi niini nga mga higayon nagpakita sa usa ka hingpit nga lahi nga hulagway. Sa pipila ka mga pagsulay, ang ARM mas maayo, ug usahay mas maayo, kay sa x86.

Ania ang mga resulta sa pagpadagan sa parehas nga stress testing command:

pagsulay
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Ang kalainan

cache
218
311
-29,90%

icache
45887
34368
33,52%

taguangkan sa
453982
252190
80,02%

CPU
14694
24077
-38,97%

memcpy
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

ngipon
3088242
2770985
11,45%

timer
55515663
15367075
261,26%

Kini usa ka hingpit nga lahi nga butang: ang M6g lima ka beses nga mas paspas kaysa sa A1 kung nagpahigayon sa mga operasyon sa pagbasa gikan sa database sa Scylla NoSQL, ug ang bag-ong mga kaso sa M6gd nagpadagan nga paspas nga mga NVMe drive.

ARM nga opensiba sa tanang nataran

Ang AWS Graviton2 processor usa lang ka pananglitan sa ARM nga gigamit sa mga data center. Apan ang mga signal gikan sa lainlaing direksyon. Pananglitan, sa Nobyembre 15, 2019, ang American startup Nuvia gipataas ang $53 milyon nga pondo sa venture.

Ang pagsugod gitukod sa tulo ka nanguna nga mga inhenyero nga nalambigit sa paghimo sa mga processor sa Apple ug Google. Nagsaad sila nga maghimo og mga processor alang sa mga data center nga makigkompetensya sa Intel ug AMD.

Pinaagi sa anaa nga impormasyon, Gidisenyo sa Nuvia ang usa ka core sa processor gikan sa ground up nga mahimong matukod "sa ibabaw" sa arkitektura sa ARM, apan wala makakuha usa ka lisensya sa ARM.

Kining tanan nagpaila nga ang mga processor sa ARM andam sa pagbuntog sa merkado sa server. Human sa tanan, kita nagpuyo sa usa ka post-PC nga panahon. Ang tinuig nga x86 nga mga pagpadala nahulog hapit 10% sukad sa ilang peak sa 2011, samtang ang RISC chips misaka sa 20 bilyon. Karon, 99% sa 32- ug 64-bit nga mga processor sa kalibutan kay RISC.

Ang mga mananaog sa Turing Award nga si John Hennessy ug David Patterson nagpatik sa usa ka artikulo kaniadtong Pebrero 2019 "Usa ka Bag-ong Bulawanon nga Panahon alang sa Arkitektura sa Kompyuter". Ania ang ilang gisulat:

Gihusay sa merkado ang panaglalis sa RISC-CISC. Bisan tuod ang CISC midaog sa ulahing mga yugto sa panahon sa PC, apan ang RISC midaog karon nga ang post-PC nga panahon niabot na. Walay bag-ong CISC ISA nga namugna sulod sa mga dekada. Sa among katingala, ang consensus sa labing maayo nga mga prinsipyo sa ISA alang sa kinatibuk-ang katuyoan nga mga processor karon nagsalig gihapon sa RISC, 35 ka tuig human sa pag-imbento niini... Sa open source ecosystems, ang maayong pagkadisenyo nga mga chips magpakita sa makapadani nga mga pag-uswag ug sa ingon mapadali ang komersyal nga pagsagop. . Ang kinatibuk-ang katuyoan sa pilosopiya sa processor niini nga mga chips lagmit mao ang RISC, nga nagbarog sa pagsulay sa panahon. Pagpaabot sa samang paspas nga kabag-ohan sama sa panahon sa katapusang bulawanong edad, apan niining panahona sa mga termino sa gasto, kusog ug kaluwasan, dili lamang sa performance.

"Ang sunod nga dekada makakita sa usa ka Cambrian nga pagbuto sa bag-ong mga arkitektura sa kompyuter, nga nagpahibalo sa mga kulbahinam nga mga panahon alang sa mga arkitekto sa kompyuter sa akademya ug industriya," ilang gitapos ang papel.

Source: www.habr.com