24 GB の RAM を搭載した ARM Cortex A53 プロセッサ上の 32 コア ARM サーバー用 SynQuacer E シリーズ マザーボード
長年にわたり、ARM 縮小命令セット (RISC) プロセッサがモバイル デバイス市場を支配してきました。 しかし、彼らはデータセンターに侵入することはできませんでした。データセンターでは、Intel と AMD が依然として x86 命令セットで君臨しています。 時々、次のような個別のエキゾチックなソリューションが現れます。 , しかし、まだ本格的な提案はありません。 正確に言えば、今週までではありませんでした。
AWS は今週、クラウド上で独自の 64 コア ARM プロセッサを発売しました ARM Neoverse N1 コアを搭載したシステムオンチップです。 同社は、Graviton2 は EC2 A1 インスタンスの前世代の ARM プロセッサよりもはるかに高速であると主張しています。 .
インフラビジネスは数字を比較することがすべてです。 実際、データセンターやクラウド サービスのクライアントは、プロセッサがどのようなアーキテクチャを備えているかを気にしません。 彼らは価格性能比を重視します。 ARM で実行する方が x86 で実行するよりも安価な場合は、ARM が選択されます。
最近まで、ARM でのコンピューティングが x86 でのコンピューティングよりも収益性が高いと明確に言うことは不可能でした。 たとえば、サーバーの 24 コア ARM Cortex A53 はモデルです。 価格は約 1000 ドルで、Ubuntu 上で Web サーバーを実行できますが、パフォーマンスは x86 プロセッサよりもはるかに劣っていました。
しかし、ARM プロセッサの驚くべきエネルギー効率は、私たちに何度も注目させます。 たとえば、SocioNext SC2A11 の消費電力はわずか 5 W です。 しかし、電力はデータセンターのコストのほぼ 20% を占めます。 これらのチップがまともなパフォーマンスを示せば、x86 にチャンスはなくなるでしょう。
ARM の到来: EC2 A1 インスタンス
2018 年末に、AWS は 独自の ARM プロセッサを搭載しています。 これは間違いなく市場の潜在的な変化について業界に知らせたものでしたが、ベンチマークの結果は期待外れでした。
以下の表は、 EC2 A1 (ARM) および EC2 M5d.metal (x86) インスタンス。 ユーティリティはテストに使用されました stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
ご覧のとおり、A1 はキャッシュを除くすべてのテストでパフォーマンスが悪くなっています。 他のほとんどの指標では、ARM は非常に劣っていました。 この性能差は、A46 と M1 の価格差 5% よりも大きいです。 言い換えれば、x86 プロセッサ上のインスタンスのほうが、依然として価格性能比が優れているということです。
ホイール試乗
EC2 A1
EC2 M5d.メタル
差
キャッシュ
1280
311
視聴者の３８%が
イキャッシュ
18209
34368
-47,02％
マトリックス
77932
252190
-69,10％
CPU
9336
24077
-61,22％
memcpy
21085
111877
-81,15％
クイックソート
522
728
-28,30％
デントリー
1389634
2770985
-49.85％
タイマー
4970125
15367075
-67,66％
もちろん、マイクロベンチマークは常に客観的な全体像を示すわけではありません。 重要なのは、実際のアプリケーションのパフォーマンスの違いです。 しかし、ここで写真はそれほど良くないことが判明しました。 Scylla の同僚は、プロセッサ数が同じである a1.metal インスタンスと m5.4xlarge インスタンスを比較しました。 単一ノード構成での標準的な NoSQL データベース読み取りテストでは、最初のテストでは 102 秒あたり 000 の読み取りオペレーションが示され、610 番目のテストでは 000 の読み取りオペレーションが示されました。どちらの場合も、利用可能なすべてのプロセッサーが 100% で使用されています。 これはパフォーマンスが約 XNUMX 倍低下することに相当しますが、価格の低下によって相殺されることはありません。
さらに、A1 インスタンスは EBS 上でのみ実行され、他のインスタンスのような高速 NVMe デバイスはサポートされません。
全体として、A1 は新しい方向への一歩でしたが、ARM の期待には応えられませんでした。
ARM の再来: EC2 M6 インスタンス
今週、AWS が新しいクラスの ARM サーバーと、新しいプロセッサ上の多数のインスタンスを導入したことですべてが変わりました。 含む .
これらのインスタンスを比較すると、まったく異なる状況が見えてきます。 一部のテストでは、ARM のパフォーマンスが x86 よりも優れており、場合によってははるかに優れています。
同じストレス テスト コマンドを実行した結果は次のとおりです。
ホイール試乗
EC2 M6g
EC2 M5d.メタル
差
キャッシュ
218
311
-29,90％
イキャッシュ
45887
34368
視聴者の３８%が
マトリックス
453982
252190
視聴者の３８%が
CPU
14694
24077
-38,97％
memcpy
134711
111877
視聴者の３８%が
クイックソート
943
728
視聴者の３８%が
デントリー
3088242
2770985
視聴者の３８%が
タイマー
55515663
15367075
視聴者の３８%が
これはまったく別の問題です。Scylla NoSQL データベースからの読み取り操作を実行する場合、M6g は A1 よりも 6 倍高速であり、新しい MXNUMXgd インスタンスは高速 NVMe ドライブを実行します。
ARMはあらゆる面で攻勢をかける
AWS Graviton2 プロセッサは、データセンターで使用されている ARM の一例にすぎません。 しかし、信号はさまざまな方向から来ます。 たとえば、15 年 2019 月 XNUMX 日、アメリカのスタートアップ Nuvia は、 .
このスタートアップは、Apple と Google でプロセッサの開発に携わった XNUMX 人の主要なエンジニアによって設立されました。 彼らは、IntelやAMDと競合するデータセンター向けプロセッサを開発すると約束している。
上の Nuvia は、ARM ライセンスを取得せずに ARM アーキテクチャ上に構築できるプロセッサ コアをゼロから設計しました。
これらすべては、ARM プロセッサがサーバー市場を征服する準備ができていることを示しています。 結局のところ、私たちはポスト PC の時代に生きているのです。 x86 の年間出荷量は 10 年のピーク時から 2011% 近く減少していますが、RISC チップは 20 億個まで急増しています。 現在、世界中の 99 ビットおよび 32 ビット プロセッサの 64% が RISC です。
チューリング賞受賞者のジョン・ヘネシーとデイビッド・パターソンが2019年XNUMX月に記事を発表 。 彼らは次のように書いています。
市場はRISC-CISC紛争に決着した。 PC時代の後期にはCISCが勝利しましたが、ポストPC時代が到来した現在ではRISCが勝利しています。 ここ数十年間、新しい CISC ISA は作成されていません。 驚いたことに、今日の汎用プロセッサに最適な ISA 原則に関するコンセンサスは、RISC が発明されてから 35 年が経った今でも依然として RISC を支持する傾向にあります。オープンソース エコシステムでは、適切に設計されたチップが魅力的な進歩を示し、それによって商用導入が加速されます。 。 これらのチップの汎用プロセッサの哲学は、時の試練に耐えてきた RISC になる可能性が高いです。 前回の黄金時代と同様の急速なイノベーションが期待されますが、今回はパフォーマンスだけでなく、コスト、エネルギー、安全性の面でも同様です。
「今後 XNUMX 年間でカンブリア紀に新しいコンピュータ アーキテクチャが爆発的に増加し、学界と産業界のコンピュータ アーキテクトにとってエキサイティングな時代が到来することを示唆しています」と彼らは論文を締めくくっています。
出所： habr.com