Matična ploča SynQuacer serije E za 24-jezgreni ARM poslužitelj na ARM Cortex A53 procesoru s 32 GB RAM-a,
Mnogo godina, ARM procesori sa smanjenim skupom instrukcija (RISC) dominirali su tržištem mobilnih uređaja. Ali nikada se nisu uspjeli probiti u podatkovne centre, gdje još uvijek vladaju Intel i AMD s x86 setom instrukcija. S vremena na vrijeme pojavljuju se pojedinačna egzotična rješenja, kao na pr , ali ozbiljnih prijedloga još nema. Točnije, tek ovaj tjedan.
AWS je ovog tjedna lansirao vlastite 64-jezgrene ARM procesore u oblaku je sustav na čipu s ARM Neoverse N1 jezgrom. Tvrtka tvrdi da je Graviton2 puno brži od prethodne generacije ARM procesora u EC2 A1 instancama, a evo ga .
Infrastrukturni posao svodi se na usporedbu brojeva. Zapravo, klijentima podatkovnog centra ili cloud servisa nije bitno kakvu arhitekturu imaju procesori. Stalo im je do omjera cijene i učinka. Ako je rad na ARM-u jeftiniji od rada na x86, tada će oni biti odabrani.
Donedavno je bilo nemoguće nedvosmisleno reći da bi računalstvo na ARM-u bilo isplativije nego na x86. Na primjer, model je poslužitelj s 24 jezgre ARM Cortex A53 koštao je oko 1000 dolara, a mogao je pokrenuti web poslužitelj na Ubuntuu, ali je bio znatno inferiorniji u performansama od x86 procesora.
Međutim, nevjerojatna energetska učinkovitost ARM procesora tjera nas da ih uvijek iznova gledamo. Na primjer, SocioNext SC2A11 troši samo 5 W. Ali električna energija čini gotovo 20% troškova podatkovnog centra. Ako ovi čipovi pokažu pristojne performanse, onda x86 neće imati šanse.
Prvi dolazak ARM-a: EC2 A1 instance
Krajem 2018. AWS je predstavio na vlastitim ARM procesorima. Ovo je definitivno bio signal industriji o potencijalnim promjenama na tržištu, ali rezultati usporedbe bili su razočaravajući.
Donja tablica pokazuje EC2 A1 (ARM) i EC2 M5d.metal (x86) instance. Uslužni program korišten je za testiranje stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Kao što vidite, A1 je imao lošije rezultate u svim testovima osim predmemorije. U većini drugih pokazatelja, ARM je bio vrlo inferioran. Ova razlika u performansama je veća od 46% razlike u cijeni između A1 i M5. Drugim riječima, instance na x86 procesorima i dalje su imale bolji omjer cijene i performansi:
test
EC2 A1
EC2 M5d.metal
razlika
predmemorija
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matrica
77932
252190
-69,10%
CPU
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
zubarenje
1389634
2770985
-49.85%
vremena
4970125
15367075
-67,66%
Naravno, mikrobenchmarkovi ne pokazuju uvijek objektivnu sliku. Ono što je bitno je razlika u stvarnoj izvedbi aplikacije. Ali ovdje se slika nije pokazala ništa boljom. Kolege iz Scylle su usporedili a1.metal i m5.4xlarge instance s istim brojem procesora. U standardnom testu čitanja NoSQL baze podataka u konfiguraciji jednog čvora, prvi je pokazao 102 000 operacija čitanja u sekundi, a drugi 610 000. U oba slučaja svi dostupni procesori koriste se 100%. To je jednako šesterostrukom smanjenju performansi, što nije nadoknađeno nižom cijenom.
Dodatno, A1 instance rade samo na EBS-u bez podrške za brze NVMe uređaje kao druge instance.
Sve u svemu, A1 je bio korak u novom smjeru, ali nije ispunio ARM-ova očekivanja.
Drugi dolazak ARM-a: EC2 M6 instance
Sve se promijenilo ovaj tjedan kada je AWS predstavio novu klasu ARM poslužitelja, kao i niz instanci na novim procesorima Uključujući .
Usporedba ovih primjera pokazuje potpuno drugačiju sliku. U nekim testovima, ARM radi bolje, a ponekad i mnogo bolje, od x86.
Evo rezultata pokretanja iste naredbe testa otpornosti na stres:
test
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
razlika
predmemorija
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matrica
453982
252190
80,02%
CPU
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
zubarenje
3088242
2770985
11,45%
vremena
55515663
15367075
261,26%
Ovo je sasvim druga stvar: M6g je pet puta brži od A1 kada izvodi operacije čitanja iz Scylla NoSQL baze podataka, a nove M6gd instance pokreću brze NVMe diskove.
ARM ofenziva na svim frontama
AWS Graviton2 procesor samo je jedan primjer ARM-a koji se koristi u podatkovnim centrima. Ali signali dolaze iz različitih smjerova. Primjerice, 15. studenog 2019. američki startup Nuvia .
Startup su osnovala tri vodeća inženjera koji su sudjelovali u stvaranju procesora u Appleu i Googleu. Obećavaju da će razviti procesore za podatkovne centre koji će konkurirati Intelu i AMD-u.
Na , Nuvia je od temelja dizajnirala procesorsku jezgru koja se može graditi "na vrhu" ARM arhitekture, ali bez dobivanja ARM licence.
Sve to ukazuje da su ARM procesori spremni za osvajanje tržišta poslužitelja. Uostalom, živimo u post-PC eri. Godišnje isporuke x86 pale su gotovo 10% od vrhunca iz 2011., dok su RISC čipovi skočili na 20 milijardi. Danas je 99% 32-bitnih i 64-bitnih procesora u svijetu RISC.
Dobitnici Turingove nagrade John Hennessy i David Patterson objavili su članak u veljači 2019 . Evo što pišu:
Tržište je riješilo spor RISC-CISC. Iako je CISC pobijedio u kasnijim fazama PC ere, ali RISC pobjeđuje sada kada je stigla post-PC era. Desetljećima nisu stvoreni novi CISC ISA-ovi. Na naše iznenađenje, konsenzus o najboljim ISA principima za procesore opće namjene danas još uvijek naginje u korist RISC-a, 35 godina nakon njegovog izuma... U ekosustavima otvorenog koda, dobro dizajnirani čipovi pokazat će uvjerljiv napredak i time ubrzati komercijalno usvajanje . Filozofija procesora opće namjene u ovim čipovima vjerojatno će biti RISC, koji je izdržao test vremena. Očekujte iste brze inovacije kao tijekom prošlog zlatnog doba, ali ovaj put u smislu cijene, energije i sigurnosti, ne samo performansi.
"Sljedeće desetljeće vidjet ćemo kambrijsku eksploziju novih računalnih arhitektura, signalizirajući uzbudljiva vremena za računalne arhitekte u akademskoj zajednici i industriji", zaključuju u radu.
Izvor: www.habr.com