Μητρική πλακέτα SynQuacer E-Series για διακομιστή ARM 24 πυρήνων σε επεξεργαστή ARM Cortex A53 με 32 GB μνήμης RAM,
Για πολλά χρόνια, οι επεξεργαστές με μειωμένο σετ εντολών ARM (RISC) κυριαρχούν στην αγορά κινητών συσκευών. Αλλά ποτέ δεν κατάφεραν να εισέλθουν σε κέντρα δεδομένων, όπου η Intel και η AMD εξακολουθούν να βασιλεύουν με το σύνολο εντολών x86. Κατά καιρούς εμφανίζονται μεμονωμένες εξωτικές λύσεις, όπως π.χ , αλλά δεν υπάρχουν ακόμη σοβαρές προτάσεις. Πιο συγκεκριμένα, δεν ήταν μέχρι αυτή την εβδομάδα.
Η AWS παρουσίασε τους δικούς της επεξεργαστές ARM 64 πυρήνων στο cloud αυτή την εβδομάδα είναι ένα system-on-chip με πυρήνα ARM Neoverse N1. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι ο Graviton2 είναι πολύ πιο γρήγορος από τους επεξεργαστές ARM προηγούμενης γενιάς σε περιπτώσεις EC2 A1, και εδώ είναι .
Η επιχείρηση υποδομής έχει να κάνει με τη σύγκριση αριθμών. Στην πραγματικότητα, οι πελάτες ενός κέντρου δεδομένων ή μιας υπηρεσίας cloud δεν ενδιαφέρονται για την αρχιτεκτονική που έχουν οι επεξεργαστές. Τους ενδιαφέρει η αναλογία τιμής/απόδοσης. Εάν η εκτέλεση σε ARM είναι φθηνότερη από την εκτέλεση σε x86, τότε θα επιλεγούν.
Μέχρι πρόσφατα, ήταν αδύνατο να πούμε κατηγορηματικά ότι ο υπολογισμός στο ARM θα ήταν πιο κερδοφόρος από ό,τι στο x86. Για παράδειγμα, ένας διακομιστής ARM Cortex A24 53 πυρήνων είναι ένα μοντέλο κοστίζει περίπου 1000 $, το οποίο θα μπορούσε να τρέξει έναν διακομιστή ιστού στο Ubuntu, αλλά ήταν πολύ κατώτερο σε απόδοση από τον επεξεργαστή x86.
Ωστόσο, η εκπληκτική ενεργειακή απόδοση των επεξεργαστών ARM μας κάνει να τους κοιτάμε ξανά και ξανά. Για παράδειγμα, το SocioNext SC2A11 καταναλώνει μόνο 5 W. Αλλά η ηλεκτρική ενέργεια αντιπροσωπεύει σχεδόν το 20% του κόστους ενός κέντρου δεδομένων. Εάν αυτά τα τσιπ δείχνουν αξιοπρεπή απόδοση, τότε το x86 δεν θα έχει καμία πιθανότητα.
The First Coming of ARM: EC2 A1 Instances
Στα τέλη του 2018, παρουσιάστηκε το AWS στους δικούς μας επεξεργαστές ARM. Αυτό ήταν σίγουρα ένα μήνυμα προς τον κλάδο σχετικά με πιθανές αλλαγές στην αγορά, αλλά τα αποτελέσματα αναφοράς ήταν απογοητευτικά.
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει Στιγμιότυπα EC2 A1 (ARM) και EC2 M5d.metal (x86). Το βοηθητικό πρόγραμμα χρησιμοποιήθηκε για δοκιμή stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Όπως μπορείτε να δείτε, το A1 είχε χειρότερη απόδοση σε όλες τις δοκιμές εκτός από την προσωρινή μνήμη. Στους περισσότερους άλλους δείκτες, το ARM ήταν πολύ κατώτερο. Αυτή η διαφορά απόδοσης είναι μεγαλύτερη από τη διαφορά τιμής 46% μεταξύ των A1 και M5. Με άλλα λόγια, οι περιπτώσεις σε επεξεργαστές x86 εξακολουθούσαν να έχουν καλύτερη αναλογία τιμής/απόδοσης:
Δοκιμή
EC2 A1
EC2 M5d.μεταλλ
Διαφορά
κρύπτη
1280
311
311,58%
φαγούρα
18209
34368
-47,02%
μήτρα
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
οδοντιατρική
1389634
2770985
-49.85%
μετρών την ώραν
4970125
15367075
-67,66%
Φυσικά, τα microbenchmarks δεν δείχνουν πάντα μια αντικειμενική εικόνα. Αυτό που έχει σημασία είναι η διαφορά στην πραγματική απόδοση της εφαρμογής. Αλλά εδώ η εικόνα δεν ήταν καλύτερη. Οι συνάδελφοι από το Scylla συνέκριναν a1.metal και m5.4xlarge περιπτώσεις με τον ίδιο αριθμό επεξεργαστών. Σε μια τυπική δοκιμή ανάγνωσης βάσης δεδομένων NoSQL σε διαμόρφωση ενός κόμβου, η πρώτη έδειξε 102 λειτουργίες ανάγνωσης ανά δευτερόλεπτο και η δεύτερη 000. Και στις δύο περιπτώσεις, όλοι οι διαθέσιμοι επεξεργαστές χρησιμοποιούνται στο 610%. Αυτό ισοδυναμεί με περίπου εξαπλάσια μείωση της απόδοσης, η οποία δεν αντισταθμίζεται από τη χαμηλότερη τιμή.
Επιπλέον, οι παρουσίες A1 εκτελούνται μόνο σε EBS χωρίς υποστήριξη για γρήγορες συσκευές NVMe όπως άλλες παρουσίες.
Συνολικά, το A1 ήταν ένα βήμα προς μια νέα κατεύθυνση, αλλά δεν ανταποκρίθηκε στις προσδοκίες της ARM.
The Second Coming of ARM: EC2 M6 Instances
Όλα άλλαξαν αυτή την εβδομάδα όταν η AWS παρουσίασε μια νέα κατηγορία διακομιστών ARM, καθώς και μια σειρά από περιπτώσεις σε νέους επεξεργαστές Συμπεριλαμβανομένου .
Η σύγκριση αυτών των περιπτώσεων δείχνει μια εντελώς διαφορετική εικόνα. Σε ορισμένες δοκιμές, το ARM αποδίδει καλύτερα, και μερικές φορές πολύ καλύτερα, από το x86.
Ακολουθούν τα αποτελέσματα της εκτέλεσης της ίδιας εντολής δοκιμής ακραίων καταστάσεων:
Δοκιμή
EC2 M6g
EC2 M5d.μεταλλ
Διαφορά
κρύπτη
218
311
-29,90%
φαγούρα
45887
34368
33,52%
μήτρα
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
οδοντιατρική
3088242
2770985
11,45%
μετρών την ώραν
55515663
15367075
261,26%
Αυτό είναι ένα εντελώς διαφορετικό θέμα: το M6g είναι πέντε φορές πιο γρήγορο από το A1 όταν εκτελεί λειτουργίες ανάγνωσης από τη βάση δεδομένων Scylla NoSQL και οι νέες παρουσίες M6gd εκτελούν γρήγορες μονάδες NVMe.
Επίθεση ΟΠΛΟ σε όλα τα μέτωπα
Ο επεξεργαστής AWS Graviton2 είναι μόνο ένα παράδειγμα ARM που χρησιμοποιείται σε κέντρα δεδομένων. Όμως τα σήματα έρχονται από διαφορετικές κατευθύνσεις. Για παράδειγμα, στις 15 Νοεμβρίου 2019, η αμερικανική startup Nuvia .
Η startup ιδρύθηκε από τρεις κορυφαίους μηχανικούς που συμμετείχαν στη δημιουργία επεξεργαστών στην Apple και την Google. Υπόσχονται να αναπτύξουν επεξεργαστές για κέντρα δεδομένων που θα ανταγωνιστούν την Intel και την AMD.
Επί Η Nuvia έχει σχεδιάσει έναν πυρήνα επεξεργαστή από την αρχή που μπορεί να κατασκευαστεί πάνω από την αρχιτεκτονική ARM, αλλά χωρίς να αποκτήσει άδεια ARM.
Όλα αυτά δείχνουν ότι οι επεξεργαστές ARM είναι έτοιμοι να κατακτήσουν την αγορά των διακομιστών. Εξάλλου, ζούμε σε μια εποχή μετά το PC. Οι ετήσιες αποστολές x86 έχουν μειωθεί σχεδόν 10% από την κορύφωσή τους το 2011, ενώ οι μάρκες RISC έχουν εκτοξευθεί στα 20 δισεκατομμύρια. Σήμερα, το 99% των παγκόσμιων επεξεργαστών 32 και 64 bit είναι RISC.
Οι νικητές του βραβείου Turing John Hennessy και David Patterson δημοσίευσαν ένα άρθρο τον Φεβρουάριο του 2019 . Να τι γράφουν:
Η αγορά έχει διευθετήσει τη διαφορά RISC-CISC. Αν και το CISC κέρδισε τα τελευταία στάδια της εποχής των Η/Υ, αλλά το RISC κερδίζει τώρα που έφτασε η εποχή μετά τον υπολογιστή. Δεν έχουν δημιουργηθεί νέα CISC ISA εδώ και δεκαετίες. Προς έκπληξή μας, η συναίνεση για τις καλύτερες αρχές ISA για επεξεργαστές γενικής χρήσης σήμερα εξακολουθεί να κλίνει υπέρ του RISC, 35 χρόνια μετά την εφεύρεσή του... Στα οικοσυστήματα ανοιχτού κώδικα, τα καλά σχεδιασμένα τσιπ θα επιδείξουν συναρπαστικές προόδους και ως εκ τούτου θα επιταχύνουν την εμπορική υιοθέτηση . Η φιλοσοφία του επεξεργαστή γενικού σκοπού σε αυτά τα τσιπ θα είναι πιθανότατα το RISC, το οποίο έχει αντέξει στη δοκιμασία του χρόνου. Περιμένετε την ίδια ταχεία καινοτομία όπως κατά την τελευταία χρυσή εποχή, αλλά αυτή τη φορά όσον αφορά το κόστος, την ενέργεια και την ασφάλεια, όχι μόνο τις επιδόσεις.
«Την επόμενη δεκαετία θα δούμε μια έκρηξη από την Κάμπρια νέων αρχιτεκτονικών υπολογιστών, σηματοδοτώντας συναρπαστικές στιγμές για τους αρχιτέκτονες υπολογιστών στον ακαδημαϊκό χώρο και τη βιομηχανία», καταλήγουν η εργασία.
Πηγή: www.habr.com