Ĉu venas la epoko de ARM-serviloj?

Ĉu venas la epoko de ARM-serviloj?
SynQuacer E-Seria baztabulo por 24-kerna ARM-servilo sur ARM Cortex A53-procesoro kun 32 GB da RAM, Decembro 2018

Dum multaj jaroj, procesoroj ARM reduktitaj instrukcioj (RISC) regis la merkaton de porteblaj aparatoj. Sed ili neniam sukcesis eniri en datumcentrojn, kie Intel kaj AMD ankoraŭ regas kun la instrukcio x86. De tempo al tempo aperas individuaj ekzotikaj solvoj, kiel ekz 24-kerna ARM-servilo sur la platformo Banana Pi, sed ankoraŭ ne ekzistas seriozaj proponoj. Pli precize, ĝi ne estis ĝis ĉi tiu semajno.

AWS lanĉis siajn proprajn 64-kernajn ARM-procesorojn en la nubo ĉi-semajne gravitono2 estas sistemo-sur-blato kun ARM Neoverse N1-kerno. La kompanio asertas, ke Graviton2 estas multe pli rapida ol antaŭgeneraciaj ARM-procesoroj en EC2 A1-instancoj, kaj jen ĝi estas unuaj sendependaj provoj.

La infrastruktura komerco temas pri komparo de nombroj. Fakte, klientoj de datumcentro aŭ nuba servo ne zorgas pri kia arkitekturo havas la procesoroj. Ili zorgas pri prezo/efikeco. Se funkcii per ARM estas pli malmultekosta ol funkcii per x86, tiam ili estos elektitaj.

Ĝis antaŭ nelonge, estis neeble diri sendube, ke komputado sur ARM estus pli profita ol sur x86. Ekzemple, servilo 24-kerna ARM Cortex A53 estas modelo SocioNext SC2A11 kostante ĉirkaŭ $1000, kiu povis funkcii retservilon sur Ubuntu, sed estis multe pli malalta en rendimento ol la x86-procesoro.

Tamen, la mirinda energia efikeco de ARM-procesoroj igas nin rigardi ilin denove kaj denove. Ekzemple, la SocioNext SC2A11 konsumas nur 5 W. Sed elektro okupas preskaŭ 20% de la kostoj de datumcentro. Se ĉi tiuj blatoj montras decan rendimenton, tiam x86 ne havos ŝancon.

La Unua Apero de ARM: EC2 A1 Instancoj

Fine de 2018, AWS enkondukis EC2 A1-instancoj sur niaj propraj ARM-procesoroj. Ĉi tio certe estis signalo al la industrio pri eblaj ŝanĝoj en la merkato, sed la referencaj rezultoj estis seniluziigaj.

La suba tabelo montras rezultoj de strestestado EC2 A1 (ARM) kaj EC2 M5d.metal (x86) petskriboj. La ilo estis uzata por testado stress-ng:

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

Kiel vi povas vidi, A1 rezultis pli malbone en ĉiuj testoj krom kaŝmemoro. En plej multaj aliaj indikiloj, ARM estis tre malsupera. Ĉi tiu rendimenta diferenco estas pli granda ol la 46%-prezdiferenco inter la A1 kaj M5. Alivorte, kazoj sur x86-procesoroj ankoraŭ havis pli bonan prezon/efikecproporcion:

testo
EC2 A1
EC2 M5d.metalo
Diferenco

kaŝmemoro
1280
311
311,58%

icache
18209
34368
-47,02%

Matrico
77932
252190
-69,10%

cpu
9336
24077
-61,22%

memcpy
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

dentokuracado
1389634
2770985
-49.85%

temporizilo
4970125
15367075
-67,66%

Kompreneble, mikrobenchmarkoj ne ĉiam montras objektivan bildon. Kio gravas estas la diferenco en reala aplika rendimento. Sed ĉi tie la bildo montriĝis ne pli bona. Kolegoj de Scylla komparis a1.metal kaj m5.4xlarge petskribojn kun la sama nombro da procesoroj. En norma NoSQL-datumbaza legotesto en ununura noda agordo, la unua montris 102 000 legajn operaciojn je sekundo, kaj la dua 610 000. En ambaŭ kazoj, ĉiuj disponeblaj procesoroj estas uzataj je 100%. Ĉi tio egalas al ĉirkaŭ sesobla redukto de rendimento, kiu ne estas kompensita de la pli malalta prezo.

Aldone, A1-instancoj nur funkcias per EBS sen subteno por rapidaj NVMe-aparatoj kiel aliaj kazoj.

Ĝenerale, la A1 estis paŝo en nova direkto, sed ĝi ne plenumis la atendojn de ARM.

La Dua Apero de ARM: EC2 M6 Instancoj

Ĉu venas la epoko de ARM-serviloj?

Ĉio ŝanĝiĝis ĉi-semajne kiam AWS enkondukis novan klason de ARM-serviloj, same kiel kelkajn okazojn pri novaj procesoroj. gravitono2inkludante M6g kaj M6gd.

Komparante ĉi tiujn kazojn montras tute malsaman bildon. En iuj provoj, ARM funkcias pli bone, kaj foje multe pli bone, ol x86.

Jen la rezultoj de rulado de la sama streĉtesta komando:

testo
EC2 M6g
EC2 M5d.metalo
Diferenco

kaŝmemoro
218
311
-29,90%

icache
45887
34368
33,52%

Matrico
453982
252190
80,02%

cpu
14694
24077
-38,97%

memcpy
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

dentokuracado
3088242
2770985
11,45%

temporizilo
55515663
15367075
261,26%

Ĉi tio estas tute alia afero: la M6g estas kvinoble pli rapida ol la A1 kiam ili faras legajn operaciojn el la datumbazo Scylla NoSQL, kaj la novaj M6gd-instancoj funkcias rapidajn NVMe-diskojn.

ARM-ofensivo sur ĉiuj frontoj

La AWS Graviton2-procesoro estas nur unu ekzemplo de ARM uzata en datumcentroj. Sed la signaloj venas de malsamaj direktoj. Ekzemple, la 15-an de novembro 2019, la usona ekentrepreno Nuvia akiris 53 milionojn USD en projektfinancado.

La noventrepreno estis fondita de tri ĉefaj inĝenieroj, kiuj estis implikitaj en la kreado de procesoroj ĉe Apple kaj Google. Ili promesas evoluigi procesorojn por datumcentroj, kiuj konkuros kun Intel kaj AMD.

Por disponeblaj informoj, Nuvia dizajnis procesorkernon de la fundo kiu povas esti konstruita "supere" de la ARM-arkitekturo, sed sen akirado de ARM-licenco.

Ĉio ĉi indikas, ke ARM-procesoroj pretas konkeri la servilan merkaton. Post ĉio, ni vivas en post-komputila epoko. Ĉiujaraj x86-sendaĵoj falis preskaŭ 10% ekde sia pinto de 2011, dum RISC-fritoj ŝvebis al 20 miliardoj. Hodiaŭ, 99% de la 32- kaj 64-bitaj procesoroj de la mondo estas RISC.

Turing Award-gajnintoj John Hennessy kaj David Patterson publikigis artikolon en februaro 2019 "Nova Ora Epoko por Komputila Arkitekturo". Jen kion ili skribas:

La merkato solvis la RISC-CISC-disputon. Kvankam CISC venkis en la postaj etapoj de la PC-epoko, sed RISC gajnas nun kiam la post-komputila epoko alvenis. Neniuj novaj CISC-ISAoj estis kreitaj dum jardekoj. Je nia surprizo, la konsento pri la plej bonaj ISA-principoj por ĝeneraluzeblaj procesoroj hodiaŭ ankoraŭ klinas favore al RISC, 35 jarojn post ĝia invento... En malfermkodaj ekosistemoj, bone dezajnitaj blatoj montros konvinkajn progresojn kaj tiel akcelos komercan adopton. . La ĝeneraluzebla procesorofilozofio en ĉi tiuj blatoj verŝajne estos RISC, kiu eltenis la provon de tempo. Atendu la saman rapidan novigon kiel dum la lasta ora epoko, sed ĉi-foje laŭ kosto, energio kaj sekureco, ne nur rendimento.

"La venonta jardeko vidos kambrian eksplodon de novaj komputilaj arkitekturoj, signalante ekscitajn tempojn por komputilaj arkitektoj en akademio kaj industrio," ili finas la paperon.

fonto: www.habr.com

Aldoni komenton