SynQuacer E-Series bundkort til en 24-core ARM-server på en ARM Cortex A53-processor med 32 GB RAM,
I mange år har ARM-processorer med reduceret instruktionssæt (RISC) domineret markedet for mobilenheder. Men det lykkedes aldrig at bryde ind i datacentre, hvor Intel og AMD stadig hersker med x86-instruktionssættet. Fra tid til anden dukker individuelle eksotiske løsninger op, som f.eks , men der er ingen seriøse forslag endnu. Mere præcist var det først i denne uge.
AWS lancerede sine egne 64-core ARM-processorer i skyen i denne uge er en system-on-chip med en ARM Neoverse N1 kerne. Virksomheden hævder, at Graviton2 er meget hurtigere end tidligere generations ARM-processorer i EC2 A1-forekomster, og her er det .
Infrastrukturbranchen handler om at sammenligne tal. Faktisk er klienter af et datacenter eller cloud-tjeneste ligeglade med hvilken arkitektur processorerne har. De bekymrer sig om pris/ydelsesforhold. Hvis det er billigere at køre på ARM end at køre på x86, så vil de blive valgt.
Indtil for nylig var det umuligt at sige utvetydigt, at computing på ARM ville være mere rentabelt end på x86. For eksempel er en server 24-core ARM Cortex A53 en model koster omkring $1000, som kunne køre en webserver på Ubuntu, men var meget ringere i ydeevne end x86-processoren.
Men den fantastiske energieffektivitet ved ARM-processorer får os til at se på dem igen og igen. For eksempel forbruger SocioNext SC2A11 kun 5 W. Men elektricitet står for næsten 20 % af et datacenters omkostninger. Hvis disse chips viser en anstændig ydeevne, så har x86 ingen chance.
The First Coming of ARM: EC2 A1-forekomster
I slutningen af 2018 introducerede AWS på vores egne ARM-processorer. Dette var bestemt et signal til industrien om potentielle ændringer i markedet, men benchmarkresultaterne var skuffende.
Tabellen nedenfor viser EC2 A1 (ARM) og EC2 M5d.metal (x86) forekomster. Værktøjet blev brugt til test 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 du kan se, klarede A1 sig dårligere i alle test undtagen cache. I de fleste andre indikatorer var ARM meget ringere. Denne ydelsesforskel er større end prisforskellen på 46 % mellem A1 og M5. Med andre ord havde forekomster på x86-processorer stadig bedre pris/ydelsesforhold:
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%
tandlæge
1389634
2770985
-49.85%
timer
4970125
15367075
-67,66%
Mikrobenchmarks viser naturligvis ikke altid et objektivt billede. Det, der betyder noget, er forskellen i den faktiske applikationsydelse. Men her viste billedet sig ikke at være bedre. Kolleger fra Scylla sammenlignede a1.metal og m5.4xlarge instanser med det samme antal processorer. I en standard NoSQL-databaselæsetest i en enkelt nodekonfiguration viste den første 102 læseoperationer i sekundet, og den anden 000. I begge tilfælde bruges alle tilgængelige processorer med 610 %. Det svarer til omkring en seksdobling af ydeevnen, hvilket ikke opvejes af den lavere pris.
Derudover kører A1-instanser kun på EBS uden understøttelse af hurtige NVMe-enheder som andre instanser.
Samlet set var A1 et skridt i en ny retning, men den levede ikke op til ARMs forventninger.
The Second Coming of ARM: EC2 M6 Instances
Det hele ændrede sig i denne uge, da AWS introducerede en ny klasse af ARM-servere, samt en række tilfælde på nye processorer Herunder .
Sammenligning af disse tilfælde viser et helt andet billede. I nogle test klarer ARM sig bedre, og nogle gange meget bedre, end x86.
Her er resultaterne af at køre den samme stresstestkommando:
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 %
tandlæge
3088242
2770985
11,45 %
timer
55515663
15367075
261,26 %
Dette er en helt anden sag: M6g er fem gange hurtigere end A1, når den udfører læseoperationer fra Scylla NoSQL-databasen, og de nye M6gd-instanser kører hurtige NVMe-drev.
ARM offensiv på alle fronter
AWS Graviton2-processoren er blot et eksempel på, at ARM bruges i datacentre. Men signalerne kommer fra forskellige retninger. For eksempel den 15. november 2019, den amerikanske startup Nuvia .
Opstarten blev grundlagt af tre førende ingeniører, der var involveret i skabelsen af processorer hos Apple og Google. De lover at udvikle processorer til datacentre, der vil konkurrere med Intel og AMD.
On Nuvia har designet en processorkerne fra bunden, som kan bygges oven på ARM-arkitekturen, men uden at få en ARM-licens.
Alt dette indikerer, at ARM-processorer er klar til at erobre servermarkedet. Vi lever trods alt i en post-pc-æra. Årlige x86-forsendelser er faldet næsten 10 % siden deres højdepunkt i 2011, mens RISC-chips er steget til 20 mia. I dag er 99 % af verdens 32- og 64-bit processorer RISC.
Turing Award-vinderne John Hennessy og David Patterson publicerede en artikel i februar 2019 . Her er hvad de skriver:
Markedet har afgjort RISC-CISC-striden. Selvom CISC vandt de senere stadier af PC-æraen, men RISC vinder nu, hvor post-PC-æraen er ankommet. Ingen nye CISC ISA'er er blevet oprettet i årtier. Til vores overraskelse hælder konsensus om de bedste ISA-principper for processorer til generelle formål i dag stadig til fordel for RISC, 35 år efter dets opfindelse... I open source-økosystemer vil veldesignede chips vise overbevisende fremskridt og derved fremskynde kommerciel anvendelse . Den generelle processorfilosofi i disse chips vil sandsynligvis være RISC, som har bestået tidens prøve. Forvent den samme hurtige innovation som under den sidste guldalder, men denne gang med hensyn til omkostninger, energi og sikkerhed, ikke kun ydeevne.
"Det næste årti vil se en kambrisk eksplosion af nye computerarkitekturer, der signalerer spændende tider for computerarkitekter i den akademiske verden og industrien," afslutter de papiret.
Kilde: www.habr.com