Základní deska SynQuacer E-Series pro 24jádrový server ARM na procesoru ARM Cortex A53 s 32 GB RAM,
Po mnoho let dominují na trhu mobilních zařízení procesory ARM s redukovanou instrukční sadou (RISC). Nikdy se jim ale nepodařilo proniknout do datových center, kde stále kralují Intel a AMD s instrukční sadou x86. Čas od času se objeví jednotlivá exotická řešení, jako kupř , ale zatím nejsou žádné vážné návrhy. Přesněji řečeno, až tento týden.
AWS tento týden spustilo své vlastní 64jádrové procesory ARM v cloudu je systém na čipu s jádrem ARM Neoverse N1. Společnost tvrdí, že Graviton2 je mnohem rychlejší než předchozí generace ARM procesorů v EC2 A1, a tady je .
Podnikání v oblasti infrastruktury je o porovnávání čísel. Klientům datového centra nebo cloudové služby je ve skutečnosti jedno, jakou architekturu procesory mají. Záleží jim na poměru cena/výkon. Pokud je běh na ARM levnější než běh na x86, budou vybrány.
Až donedávna nebylo možné jednoznačně říci, že by výpočetní technika na ARM byla ziskovější než na x86. Například serverový 24jádrový ARM Cortex A53 je model stojí asi 1000 $, který by mohl provozovat webový server na Ubuntu, ale byl mnohem horší ve výkonu než procesor x86.
Úžasná energetická účinnost procesorů ARM nás však nutí dívat se na ně znovu a znovu. Například SocioNext SC2A11 spotřebuje pouze 5 W. Ale elektřina tvoří téměř 20 % nákladů datového centra. Pokud tyto čipy předvedou slušný výkon, pak x86 nebude mít šanci.
První příchod ARM: EC2 A1 instance
Na konci roku 2018 představil AWS na našich vlastních procesorech ARM. To byl rozhodně signál pro průmysl o potenciálních změnách na trhu, ale výsledky benchmarku byly zklamáním.
Níže uvedená tabulka ukazuje Instance EC2 A1 (ARM) a EC2 M5d.metal (x86). Pro testování byla použita utilita stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Jak vidíte, A1 dopadl hůře ve všech testech kromě cache. Ve většině ostatních ukazatelů byl ARM velmi horší. Tento výkonnostní rozdíl je větší než 46% cenový rozdíl mezi A1 a M5. Jinými slovy, instance na procesorech x86 měly stále lepší poměr cena/výkon:
test
EC2 A1
EC2 M5d.kov
Rozdíl
Cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matice
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
zubní lékařství
1389634
2770985
-49.85%
Časovač
4970125
15367075
-67,66%
Mikrobenchmarky samozřejmě ne vždy ukazují objektivní obrázek. Důležitý je rozdíl ve skutečném výkonu aplikace. Tady se ale ukázalo, že obrázek není o nic lepší. Kolegové ze Scylly porovnávali instance a1.metal a m5.4xlarge se stejným počtem procesorů. Ve standardním testu čtení databáze NoSQL v konfiguraci jednoho uzlu první vykázal 102 000 operací čtení za sekundu a druhý 610 000. V obou případech jsou všechny dostupné procesory využity na 100 %. To se rovná zhruba šestinásobnému snížení výkonu, které ale nevyváží ani nižší cena.
Instance A1 navíc běží pouze na EBS bez podpory rychlých zařízení NVMe jako jiné instance.
Celkově byl A1 krokem novým směrem, ale nesplnil očekávání ARM.
Druhý příchod ARM: EC2 M6 instance
To vše se změnilo tento týden, když AWS představil novou třídu serverů ARM a také řadu instancí na nových procesorech Včetně .
Srovnání těchto případů ukazuje úplně jiný obrázek. V některých testech funguje ARM lépe a někdy mnohem lépe než x86.
Zde jsou výsledky spuštění stejného příkazu zátěžového testu:
test
EC2 M6g
EC2 M5d.kov
Rozdíl
Cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matice
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
zubní lékařství
3088242
2770985
11,45%
Časovač
55515663
15367075
261,26%
To je úplně jiná věc: M6g je pětkrát rychlejší než A1 při provádění operací čtení z databáze Scylla NoSQL a nové instance M6gd používají rychlé disky NVMe.
ARM ofenzíva na všech frontách
Procesor AWS Graviton2 je jen jedním příkladem využití ARM v datových centrech. Ale signály přicházejí z různých směrů. Například 15. listopadu 2019 americký startup Nuvia .
Startup byl založen třemi předními inženýry, kteří se podíleli na tvorbě procesorů ve společnostech Apple a Google. Slibují vývoj procesorů pro datová centra, která budou konkurovat Intelu a AMD.
Na Nuvia od základu navrhla procesorové jádro, které lze postavit na architektuře ARM, ale bez získání licence ARM.
To vše naznačuje, že procesory ARM jsou připraveny dobýt trh serverů. Koneckonců žijeme v době po PC. Roční dodávky x86 klesly od svého vrcholu v roce 10 téměř o 2011 %, zatímco RISC čipy vyletěly na 20 miliard. Dnes je 99 % světových 32- a 64bitových procesorů RISC.
Vítězové Turingovy ceny John Hennessy a David Patterson publikovali článek v únoru 2019 . Tady je to, co píšou:
Trh urovnal spor RISC-CISC. CISC sice vyhrál pozdější fáze PC éry, ale RISC vyhrává teď, když nastala post-PC éra. Po desetiletí nebyly vytvořeny žádné nové CISC ISA. K našemu překvapení se dnes konsenzus o nejlepších principech ISA pro univerzální procesory stále přiklání ve prospěch RISC, 35 let po jeho vynálezu... V open source ekosystémech budou dobře navržené čipy demonstrovat přesvědčivé pokroky, a tím urychlí komerční přijetí. . Filozofie procesoru pro všeobecné použití v těchto čipech bude pravděpodobně RISC, který obstál ve zkoušce času. Očekávejte stejně rychlé inovace jako během poslední zlaté éry, ale tentokrát z hlediska nákladů, energie a bezpečnosti, nejen výkonu.
„V příštím desetiletí zažijeme kambrijskou explozi nových počítačových architektur, což signalizuje vzrušující časy pro počítačové architekty v akademické sféře a průmyslu,“ uzavírají článek.
Zdroj: www.habr.com