SynQuacer E-Series matična ploča za 24-jezgreni ARM poslužitelj na ARM Cortex A53 procesoru s 32 GB radne memorije,
Već dugi niz godina ARM procesori s skraćenim skupom instrukcija (RISC) dominiraju tržištem mobilnih uređaja. Međutim, nisu uspjeli prodrijeti u podatkovne centre, gdje i dalje vladaju Intel i AMD s x86 skupom instrukcija. Povremeno se pojavljuju pojedinačna egzotična rješenja, poput , ali ozbiljnih ponuda još nema. Odnosno, nije ih bilo do ovog tjedna.
Ovaj tjedan AWS je pokrenuo vlastite 64-jezgrene ARM procesore u oblaku, to je sistem na čipu s ARM Neoverse N1 jezgrama. Tvrtka tvrdi da je Graviton2 znatno brži od prethodne generacije ARM procesora u EC2 A1 instancama, a evo i .
Infrastrukturni biznis temelji se na usporedbi brojeva. U suštini, klijentima podatkovnog centra ili usluge u oblaku nije bitno koja arhitektura imaju procesori. Važno im je omjer cijene i performansi. Ako je rad na ARM-u jeftiniji nego na x86, tada će se odlučiti za njega.
Do nedavna nije se moglo jednoznačno reći da će izračuni na ARM-u biti isplativiji nego na x86. Na primjer, server s 24 jezgre ARM Cortex A53 je model čija je cijena oko 1000 USD, koji je mogao pokrenuti web poslužitelj na Ubuntu, ali je po performansama značajno zaostajao za x86 procesorima.
Međutim, iznimna energetska učinkovitost ARM procesora ponovo ih dovodi u fokus. Na primjer, SocioNext SC2A11 troši samo 5 W. Približno 20% troškova podatkovnog centra čini potrošnja električne energije. Ako ovi čipovi pokažu pristojne performanse, x86 će imati problema.
Prvo dolazak ARM: EC2 A1 instance,
Krajem 2018. godine AWS je predstavio na vlastitim ARM procesorima. Definitivno, to je bio signal industriji o mogućim promjenama na tržištu, ali rezultati benchmark testova bili su obeshrabrujući.
U donjoj tablici prikazani su EC2 A1 (ARM) i EC2 M5d.metal (x86) instanci. Za testiranje korišten je alat, 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 vidimo, A1 se pokazao lošijim u svim testovima osim u keširanju. U većini drugih pokazatelja, ARM je jako zaostajao. Ova razlika u performansama veća je od razlike u cijeni od 46% između A1 i M5. Drugim riječima, instance na x86 procesorima su i dalje bile isplativije po omjeru cijena/performance:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Razlika
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%
Naravno, mikrobencmark testovi ne pokazuju uvijek objektivnu sliku. Bitna je razlika u stvarnoj performansi aplikacije. No ni ovdje slika nije bila bolja. Kolege iz Scylle su usporedile instance a1.metal i m5.4xlarge s istim brojem procesora. U standardnom testu čitanja baze podataka NoSQL u konfiguraciji s jednim čvorom, prva je pokazala 102 000 operacija čitanja u sekundi, dok je druga 610 000. U oba slučaja svi dostupni procesori koriste se 100%. To odgovara smanjenju performansi otprilike šest puta, što nije kompenzirano nižom cijenom.
Osim toga, instance A1 rade samo na EBS bez podrške za brze NVMe uređaje, kao u drugim instancama.
Uglavnom, A1 je bio korak u novom smjeru, ali nije ispunio očekivanja za ARM.
Drugo uskrsnuće ARM-a: instance EC2 M6
Sve se promijenilo ovog tjedna kada je AWS predstavio novu klasu ARM servera, kao i niz instanci na novim procesorima , uključujući .
Usporedba ovih instanci pokazuje potpuno drugačiju sliku. U nekim testovima ARM se pokazuje bolje, a ponekad i znatno bolje od x86.
Evo rezultata izvođenja iste stresne test naredbe:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Razlika
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%
To je potpuno druga stvar: M6g je pet puta brži od A1 prilikom izvođenja operacija čitanja iz baze podataka Scylla NoSQL, a u novim instancama M6gd rade brzi NVMe pohrane.
Napredovanje ARM-a na svim frontovima
Procesor AWS Graviton2 je samo jedan primjer korištenja ARM-a u data centrima. No signali dolaze s raznih strana. Na primjer, 15. novembra 2019. godine američki startup Nuvia .
Startup su osnovala tri vodeća inženjera koja su radila na izradi procesora u Appleu i Googleu. Obećavaju razviti procesore za data centre koji će konkurirati Intel-u i AMD-u.
Po , Nuvia je od temelja projektirala procesorsku jezgru koja se može izgraditi "iznad" ARM arhitekture, ali bez dobivanja ARM licence.
Sve to ukazuje na to da su ARM procesori spremni osvojiti tržište poslužitelja. Na kraju krajeva, živimo u post-PC eri. Godišnje isporuke x86 su pale gotovo 10% od vrhunca 2011. godine, dok su RISC čipovi dosegli 20 milijardi. Danas 99% 32- i 64-bitnih procesora u svijetu su RISC.
Dobitnici Turingove nagrade John Hennessy i David Patterson objavili su članak u veljači 2019. . Evo što pišu:
Tržište je riješilo sukob između RISC i CISC. Iako je CISC pobijedio u kasnijim fazama PC ere, RISC pobjeđuje sada kada je post-PC era započela. Novi ISA za CISC nisu stvoreni desetljećima. Na naše iznenađenje, opće mišljenje o najboljim principima ISA za procesore opće namjene danas se još uvijek naginje prema RISC-u, 35 godina nakon njegovog izuma... U ekosustavima s otvorenim kodom, maštovito dizajnirani čipovi uvjerljivo će demonstrirati postignuća i tako ubrzati komercijalnu implementaciju. Filozofija procesora opće namjene u tim čipovima vjerojatno će biti RISC, koji je izdržao test vremena. Očekujte slične brze inovacije kao i tijekom prošlog zlatnog doba, ali ovaj put u smislu troškova, energije i sigurnosti, a ne samo performansi.
"U sljedećem desetljeću dogodit će se kambrijski eksplozija novih računalnih arhitektura, što označava uzbudljiva vremena za računalne arhitekte u akademskim krugovima i industriji," zaključuju oni na kraju članka.
Izvor: habr.com
