მოდის ARM სერვერების ერა?

SynQuacer E-Series დედაპლატა 24 ბირთვიანი ARM სერვერისთვის ARM Cortex A53 პროცესორზე 32 GB ოპერატიული მეხსიერებით, 2018 წლის დეკემბერი

მრავალი წლის განმავლობაში, ARM შემცირებული ინსტრუქციების ნაკრები (RISC) პროცესორები დომინირებდა მობილური მოწყობილობების ბაზარზე. მაგრამ მათ ვერასოდეს მოახერხეს მონაცემთა ცენტრებში შეჭრა, სადაც Intel და AMD კვლავ მეფობენ x86 ინსტრუქციების ნაკრებით. დროდადრო ჩნდება ინდივიდუალური ეგზოტიკური გადაწყვეტილებები, მაგ 24 ბირთვიანი ARM სერვერი Banana Pi პლატფორმაზემაგრამ სერიოზული წინადადებები ჯერ არ არის. უფრო ზუსტად, ეს არ იყო ამ კვირამდე.

ამ კვირაში AWS-მა გამოუშვა საკუთარი 64 ბირთვიანი ARM პროცესორები ღრუბელში გრავიტონი 2 არის სისტემა-ჩიპი ARM Neoverse N1 ბირთვით. კომპანია ირწმუნება, რომ Graviton2 ბევრად უფრო სწრაფია, ვიდრე წინა თაობის ARM პროცესორები EC2 A1 ინსტანციებში და აი, პირველი დამოუკიდებელი ტესტები.

ინფრასტრუქტურის ბიზნესი მიზნად ისახავს რიცხვების შედარებას. სინამდვილეში, მონაცემთა ცენტრის ან ღრუბლოვანი სერვისის კლიენტებს არ აინტერესებთ რა არქიტექტურა აქვთ პროცესორებს. მათ აინტერესებთ ფასი/ეფექტურობის თანაფარდობა. თუ ARM-ზე გაშვება უფრო იაფია, ვიდრე x86-ზე, მაშინ მათ აირჩევენ.

ბოლო დრომდე შეუძლებელი იყო ცალსახად იმის თქმა, რომ ARM-ზე გამოთვლა უფრო მომგებიანი იქნებოდა, ვიდრე x86-ზე. მაგალითად, სერვერის 24 ბირთვიანი ARM Cortex A53 არის მოდელი SocioNext SC2A11 დაახლოებით $1000 ღირს, რომელსაც შეეძლო ვებ სერვერის გაშვება Ubuntu-ზე, მაგრამ შესრულებით ბევრად ჩამოუვარდებოდა x86 პროცესორს.

თუმცა, ARM პროცესორების საოცარი ენერგოეფექტურობა გვაიძულებს მათ ისევ და ისევ შევხედოთ. მაგალითად, SocioNext SC2A11 მოიხმარს მხოლოდ 5 ვტ. მაგრამ ელექტროენერგია შეადგენს მონაცემთა ცენტრის ხარჯების თითქმის 20%-ს. თუ ეს ჩიპები აჩვენებს ღირსეულ შესრულებას, მაშინ x86 არ ექნება შანსი.

ARM-ის პირველი მოსვლა: EC2 A1 ინსტანციები

2018 წლის ბოლოს, AWS დაინერგა EC2 A1 შემთხვევები ჩვენს საკუთარ ARM პროცესორებზე. ეს ნამდვილად იყო სიგნალი ინდუსტრიისთვის ბაზარზე პოტენციური ცვლილებების შესახებ, მაგრამ საორიენტაციო შედეგები იმედგაცრუებული იყო.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი აჩვენებს სტრესის ტესტირების შედეგები EC2 A1 (ARM) და EC2 M5d.metal (x86) ინსტანციები. უტილიტა გამოიყენებოდა ტესტირებისთვის stress-ng:

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

როგორც ხედავთ, A1-მა უარესი შედეგი გამოიღო ყველა ტესტში, გარდა ქეშისა. სხვა მაჩვენებლების უმეტესობაში, ARM იყო ძალიან დაბალი. შესრულების ეს განსხვავება უფრო დიდია, ვიდრე 46% ფასის სხვაობა A1 და M5-ს შორის. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, x86 პროცესორების შემთხვევებს მაინც ჰქონდათ უკეთესი ფასი/ეფექტურობის თანაფარდობა:

ტესტი
EC2 A1
EC2 M5d.ლითონი
სხვაობა

cache
1280
311
311,58%

იკაჩე
18209
34368
-47,02%

matrix
77932
252190
-69,10%

CPU
9336
24077
-61,22%

მემკვიდრე
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

სტომატოლოგია
1389634
2770985
-49.85%

ქრონომეტრი
4970125
15367075
-67,66%

რა თქმა უნდა, მიკრობენჩმარკები ყოველთვის არ აჩვენებს ობიექტურ სურათს. მთავარია განსხვავება აპლიკაციის რეალურ შესრულებაში. მაგრამ აქ სურათი უკეთესი არ აღმოჩნდა. Scylla-ს კოლეგებმა შეადარეს a1.metal და m5.4xlarge ინსტანციები იმავე რაოდენობის პროცესორებთან. სტანდარტული NoSQL მონაცემთა ბაზის წაკითხვის ტესტში ერთი კვანძის კონფიგურაციაში, პირველმა აჩვენა 102 წაკითხვის ოპერაცია წამში, ხოლო მეორე 000 ორივე შემთხვევაში, ყველა ხელმისაწვდომი პროცესორი გამოიყენება 610%. ეს უდრის მუშაობის დაახლოებით ექვსჯერ შემცირებას, რაც არ ანაზღაურდება დაბალი ფასით.

გარდა ამისა, A1 ინსტანციები მუშაობს მხოლოდ EBS-ზე, სწრაფი NVMe მოწყობილობების მხარდაჭერის გარეშე, როგორც სხვა ინსტანციები.

საერთო ჯამში, A1 იყო ნაბიჯი ახალი მიმართულებით, მაგრამ არ გაამართლა ARM-ის მოლოდინი.

ARM-ის მეორე მოსვლა: EC2 M6 ინსტანციები

ეს ყველაფერი შეიცვალა ამ კვირაში, როდესაც AWS-მა წარადგინა ARM სერვერების ახალი კლასი, ისევე როგორც მრავალი მაგალითი ახალ პროცესორებზე. გრავიტონი 2მათ შორის M6g და M6gd.

ამ შემთხვევების შედარება სრულიად განსხვავებულ სურათს აჩვენებს. ზოგიერთ ტესტში ARM უკეთესად მუშაობს და ზოგჯერ ბევრად უკეთესად ვიდრე x86.

აქ არის იგივე სტრესის ტესტის ბრძანების გაშვების შედეგები:

ტესტი
EC2 M6g
EC2 M5d.ლითონი
სხვაობა

cache
218
311
-29,90%

იკაჩე
45887
34368
33,52%

matrix
453982
252190
80,02%

CPU
14694
24077
-38,97%

მემკვიდრე
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

სტომატოლოგია
3088242
2770985
11,45%

ქრონომეტრი
55515663
15367075
261,26%

ეს სრულიად განსხვავებული საკითხია: M6g ხუთჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე A1 Scylla NoSQL მონაცემთა ბაზიდან წაკითხვის ოპერაციების შესრულებისას, ხოლო ახალი M6gd ინსტანციები აწარმოებს სწრაფ NVMe დისკებს.

შეიარაღებული ძალების შეტევა ყველა ფრონტზე

AWS Graviton2 პროცესორი არის ARM-ის მხოლოდ ერთი მაგალითი, რომელიც გამოიყენება მონაცემთა ცენტრებში. მაგრამ სიგნალები მოდის სხვადასხვა მიმართულებით. მაგალითად, 15 წლის 2019 ნოემბერს ამერიკული სტარტაპი Nuvia მოიზიდა 53 მილიონი დოლარი ვენჩურული დაფინანსებით.

სტარტაპი დააარსა სამმა წამყვანმა ინჟინერმა, რომლებიც მონაწილეობდნენ პროცესორების შექმნაში Apple-სა და Google-ში. ისინი გპირდებიან, რომ შეიმუშავებენ პროცესორებს მონაცემთა ცენტრებისთვის, რომლებიც კონკურენციას გაუწევენ Intel-სა და AMD-ს.

წლის ხელმისაწვდომი ინფორმაციაNuvia-მ დააპროექტა პროცესორის ბირთვი, რომელიც შეიძლება აშენდეს ARM არქიტექტურის თავზე, მაგრამ ARM ლიცენზიის მიღების გარეშე.

ეს ყველაფერი იმაზე მეტყველებს, რომ ARM პროცესორები მზად არიან დაიპყრონ სერვერების ბაზარი. ბოლოს და ბოლოს, ჩვენ ვცხოვრობთ კომპიუტერის შემდგომ ეპოქაში. წლიური x86 მიწოდება თითქმის 10%-ით დაეცა 2011 წლის პიკის შემდეგ, ხოლო RISC ჩიპები 20 მილიარდამდე გაიზარდა. დღეს მსოფლიოში 99 და 32 ბიტიანი პროცესორების 64% არის RISC.

ტურინგის ჯილდოს მფლობელებმა ჯონ ჰენესიმ და დევიდ პატერსონმა გამოაქვეყნეს სტატია 2019 წლის თებერვალში "ახალი ოქროს ხანა კომპიუტერული არქიტექტურისთვის". აი რას წერენ:

ბაზარმა მოაგვარა RISC-CISC დავა. მიუხედავად იმისა, რომ CISC-მ მოიგო PC ეპოქის შემდგომი ეტაპები, მაგრამ RISC იმარჯვებს ახლა, როდესაც დადგა პოსტ-კომპიუტერის ეპოქა. ახალი CISC ISA არ შეიქმნა ათწლეულების განმავლობაში. ჩვენდა გასაკვირად, საერთო დანიშნულების პროცესორებისთვის ISA საუკეთესო პრინციპების შესახებ კონსენსუსი დღეს კვლავ დგას RISC-ის სასარგებლოდ, მისი გამოგონებიდან 35 წლის შემდეგ... ღია კოდის ეკოსისტემებში, კარგად შემუშავებული ჩიპები წარმოაჩენს დამაჯერებელ მიღწევებს და ამით დააჩქარებს კომერციულ მიღებას. . ამ ჩიპებში ზოგადი დანიშნულების პროცესორის ფილოსოფია იქნება RISC, რომელმაც გაუძლო დროის გამოცდას. ველით იგივე სწრაფ ინოვაციას, როგორც ბოლო ოქროს ხანაში, მაგრამ ამჯერად ღირებულების, ენერგიისა და უსაფრთხოების თვალსაზრისით და არა მხოლოდ შესრულების თვალსაზრისით.

„მომდევნო ათწლეულში ახალი კომპიუტერული არქიტექტურების კამბრიული აფეთქება იქნება, რაც ასახავს საინტერესო პერიოდებს კომპიუტერის არქიტექტორებისთვის აკადემიასა და ინდუსტრიაში“, ასკვნიან ისინი ნაშრომში.

წყარო: www.habr.com