SynQuacer E-Series bundkort til 24-kernet ARM-server med ARM Cortex A53-processor og 32 GB RAM,
I mange år har ARM-processorer med reduceret instruktion sæt (RISC) domineret mobilmarkedet. Men de har ikke været i stand til at trænge ind i datacentre, hvor Intel og AMD fortsat hersker med x86-arkitekturen. Der dukker sporadisk enkelte eksotiske løsninger op, såsom , men der er endnu ikke seriøse tilbud. Det vil sige, der har ikke været nogen indtil denne uge.
I denne uge lancerede AWS sine egne 64-kernet ARM-processorer i skyen. — det er et system-on-chip med ARM Neoverse N1-kernen. Virksomheden hævder, at Graviton2 er meget hurtigere end den tidligere generations ARM-processorer i EC2 A1-instanserne, og her er de .
Infrastrukturforretning handler om at sammenligne tal. Grundlæggende set er det ikke ligegyldigt for datacenter- eller cloudtjenestekunder, hvilken arkitektur processorerne har. De er bekymrede for forholdet mellem pris og ydeevne. Hvis det er billigere at arbejde på ARM end på x86, vil de vælge ARM.
Indtil for nylig kunne man ikke entydigt sige, at beregninger på ARM ville være mere rentable end på x86. For eksempel er en server med 24-kernet ARM Cortex A53 en model til en pris på omkring $1000, som kunne køre en webserver på Ubuntu, men som i ydeevne klarede sig markant dårligere end x86-processorer.
Men den fantastiske energi-effektivitet ved ARM-processorer gør, at man igen og igen ser nærmere på dem. For eksempel bruger SocioNext SC2A11 kun 5 W. Og elektricitet udgør næsten 20% af datacenterets omkostninger. Hvis disse chips viser anstændig ydeevne, så vil x86 ikke have en chance.
ARM's første komme: EC2 A1-instanser
I slutningen af 2018 præsenterede AWS på deres egne ARM-processorer. Det var uden tvivl et signal til industrien om potentielle ændringer på markedet, men benchmarkresultaterne var skuffende.
I tabellen nedenfor vises af EC2 A1 (ARM) og EC2 M5d.metal (x86) instanser. Testen blev udført med værktøjet stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Som vi kan se, har A1 præsteret dårligere i alle tests, undtagen cache. På de fleste andre parametre har ARM haft en betydelig svaghed. Denne forskel i ydeevne er større end prisforskellen på 46% mellem A1 og M5. Med andre ord, instanser med x86-processorer er stadig mere rentable med hensyn til pris/ydeevne:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Forskel
cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matrix
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
dentry
1389634
2770985
-49.85%
timer
4970125
15367075
-67,66%
Selvfølgelig viser mikrobenchmarks ikke altid et objektivt billede. Den reelle ydeevne af applikationen er vigtig. Men her er billedet heller ikke blevet bedre. Kollegaerne fra Scylla sammenlignede instanserne a1.metal og m5.4xlarge med samme antal processorer. I den standard test af NoSQL-database læsninger i en konfiguration med én node viste den første 102.000 læseoperationer pr. sekund, mens den anden viste 610.000. I begge tilfælde anvendes alle tilgængelige processorer 100%. Dette svarer til et fald i ydeevnen på cirka seks gange, hvilket ikke kompenseres af den lavere pris.
Desuden arbejder A1-instanser kun på EBS uden understøttelse af hurtige NVMe-enheder, som i andre instanser.
Generelt har A1 repræsenteret et skridt i en ny retning, men har ikke levet op til forventningerne til ARM.
Den anden komme af ARM: EC2 M6-instanserne
Alt ændrede sig i denne uge, da AWS præsenterede en ny klasse af ARM-servere samt en række instanser med de nye processorer , herunder .
Sammenligningen af disse instanser viser allerede et helt andet billede. I nogle tests præsterer ARM bedre, og nogle gange meget bedre end x86.
Her er resultaterne af den samme stresstest i udførelsen:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Forskel
cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matrix
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
dentry
3088242
2770985
11,45%
timer
55515663
15367075
261,26%
Det er allerede noget helt andet: M6g er fem gange hurtigere end A1 ved læseoperationer fra NoSQL-databasen Scylla, og de nye M6gd-instanser har hurtige NVMe-lagringsenheder.
ARM's fremmarch på alle fronter
AWS Graviton2-processoren er blot ét eksempel på brugen af ARM i datacentre. Men signaler kommer fra forskellige sider. For eksempel, den 15. november 2019 tiltrak den amerikanske startup Nuvia .
Startupen blev grundlagt af tre fremtrædende ingeniører, der tidligere har arbejdet med at udvikle processorer for Apple og Google. De lover at udvikle processorer til datacentre, der vil konkurrere med Intel og AMD.
Ifølge , Nuvia har designet en processorkerne fra bunden, som kan bygges "oven på" ARM-arkitekturen, men uden at få en ARM-licens.
Alt dette tyder på, at ARM-processorer er klar til at erobre servermarkedet. Vi lever trods alt i en post-PC-æra. De årlige leverancer af x86 er faldet med næsten 10% siden toppen i 2011, mens RISC-chips er steget til 20 milliarder. I dag er 99% af de 32- og 64-bit processorer i verden RISC.
Turing-prisvinderne John Hennessy og David Patterson offentliggjorde en artikel i februar 2019 . Her er hvad de skriver:
Markedet har afgjort striden mellem RISC og CISC. Selvom CISC vandt de senere faser af PC-æraen, vinder RISC nu, hvor post-PC-æraen er kommet. Der er ikke blevet skabt nye ISA'er på CISC i årtier. Til vores overraskelse er den generelle mening om de bedste ISA-principper for almindelige processorer i dag stadig til fordel for RISC, 35 år efter dets opfindelse… I open source-økosystemer vil dygtigt designede chips overbevisende demonstrere fremskridt og dermed fremskynde kommerciel adoption. Filosofien bag almindelige processorer i disse chips vil sandsynligvis være RISC, som har bestået tidens prøve. Forvent lige så hurtige innovationer som under den tidligere gyldne æra, men denne gang med fokus på omkostninger, energi og sikkerhed, ikke kun på ydeevne.
"I det kommende årti vil der ske en kambrisk eksplosion af nye computerarkitekturer, hvilket betyder spændende tider for computerarkitekter i akademiske kredse og i industrien," konkluderer de i slutningen af artiklen.
Kilde: habr.com
