Vai tuvojas ARM serveru laikmets?

Vai tuvojas ARM serveru laikmets?
SynQuacer E-Series mātesplate 24 kodolu ARM serverim ar ARM Cortex A53 procesoru ar 32 GB RAM, 2018. gada decembris

Daudzus gadus mobilo ierīču tirgÅ« dominējuÅ”i ARM samazināto instrukciju kopas (RISC) procesori. Taču viņiem nekad neizdevās ielauzties datu centros, kur Intel un AMD joprojām valda ar x86 instrukciju kopu. Ik pa laikam parādās atseviŔķi eksotiski risinājumi, piemēram 24 kodolu ARM serveris uz Banana Pi platformas, bet nopietnu priekÅ”likumu pagaidām nav. PrecÄ«zāk, tas nebija lÄ«dz Å”ai nedēļai.

Å onedēļ AWS mākonÄ« laida klajā savus 64 kodolu ARM procesorus Gravitons2 ir sistēma mikroshēmā ar ARM Neoverse N1 kodolu. Uzņēmums apgalvo, ka Graviton2 ir daudz ātrāks nekā iepriekŔējās paaudzes ARM procesori EC2 A1 gadÄ«jumos, un Å”eit tas ir pirmie neatkarÄ«gie testi.

InfrastruktÅ«ras bizness ir saistÄ«ts ar skaitļu salÄ«dzināŔanu. Faktiski datu centra vai mākoņpakalpojuma klientiem ir vienalga, kāda ir procesoru arhitektÅ«ra. Viņiem rÅ«p cenas un veiktspējas attiecÄ«ba. Ja darbināŔana ar ARM ir lētāka nekā x86, tad tiks izvēlēti tie.

Vēl nesen nevarēja viennozÄ«mÄ«gi pateikt, ka ARM skaitļoÅ”ana bÅ«s izdevÄ«gāka nekā x86. Piemēram, serveris 24 kodolu ARM Cortex A53 ir modelis SocioNext SC2A11 maksāja aptuveni 1000 USD, kas varēja darbināt tÄ«mekļa serveri Ubuntu, taču tā veiktspēja bija daudz zemāka par x86 procesoru.

Tomēr ARM procesoru apbrÄ«nojamā energoefektivitāte liek mums uz tiem skatÄ«ties atkal un atkal. Piemēram, SocioNext SC2A11 patērē tikai 5 W. Taču elektrÄ«ba veido gandrÄ«z 20% no datu centra izmaksām. Ja Ŕīs mikroshēmas parādÄ«s pienācÄ«gu veiktspēju, tad x86 nebÅ«s nekādu izredžu.

Pirmā ARM atnākŔana: EC2 A1 gadījumi

2018. gada beigās tika ieviesta AWS EC2 A1 gadÄ«jumi mÅ«su paÅ”u ARM procesoros. Tas noteikti bija signāls nozarei par iespējamām izmaiņām tirgÅ«, taču etalona rezultāti bija neapmierinoÅ”i.

Zemāk redzamā tabula parāda stresa testu rezultāti EC2 A1 (ARM) un EC2 M5d.metal (x86) gadÄ«jumi. LietderÄ«ba tika izmantota testÄ“Å”anai stress-ng:

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

Kā redzat, A1 visos testos, izņemot keÅ”atmiņu, darbojās sliktāk. Lielākajā daļā citu rādÄ«tāju ARM bija ļoti zemāks. Å Ä« veiktspējas atŔķirÄ«ba ir lielāka par 46% cenu starpÄ«bu starp A1 un M5. Citiem vārdiem sakot, x86 procesoru gadÄ«jumiem joprojām bija labāka cenas / veiktspējas attiecÄ«ba:

Pārbaude
EC2 A1
EC2 M5d.metāls
AtŔķirība

keÅ”atmiņa
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%

zobārstniecība
1389634
2770985
-49.85%

taimeris
4970125
15367075
-67,66%

Protams, mikrobenchmarki ne vienmēr parāda objektÄ«vu ainu. SvarÄ«ga ir faktiskā lietojumprogrammas veiktspējas atŔķirÄ«ba. Bet Å”eit bilde izrādÄ«jās ne labāka. Kolēģi no Scylla salÄ«dzināja a1.metal un m5.4xlarge gadÄ«jumus ar vienādu procesoru skaitu. Standarta NoSQL datu bāzes lasÄ«Å”anas testā viena mezgla konfigurācijā pirmais uzrādÄ«ja 102 000 lasÄ«Å”anas operāciju sekundē, bet otrais 610 000. Abos gadÄ«jumos visi pieejamie procesori tiek izmantoti 100%. Tas atbilst aptuveni seÅ”kārtÄ«gam veiktspējas samazinājumam, ko nekompensē zemākā cena.

Turklāt A1 gadījumi darbojas tikai EBS bez atbalsta ātrām NVMe ierīcēm, piemēram, citiem gadījumiem.

Kopumā A1 bija solis jaunā virzienā, taču tas neattaisnoja ARM cerības.

ARM otrā atnākŔana: EC2 M6 gadījumi

Vai tuvojas ARM serveru laikmets?

Tas viss mainÄ«jās Å”onedēļ, kad AWS ieviesa jaunu ARM serveru klasi, kā arÄ« vairākus gadÄ«jumus jaunos procesoros. Gravitons2Ieskaitot M6g un M6gd.

Salīdzinot Ŕos gadījumus, tiek parādīta pavisam cita aina. Dažos testos ARM darbojas labāk un dažreiz daudz labāk nekā x86.

Šeit ir vienas un tās paŔas stresa testa komandas izpildes rezultāti:

Pārbaude
EC2 M6g
EC2 M5d.metāls
AtŔķirība

keÅ”atmiņa
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%

zobārstniecība
3088242
2770985
11,45%

taimeris
55515663
15367075
261,26%

Tas ir pavisam cits jautājums: M6g ir piecas reizes ātrāks par A1, veicot lasīŔanas darbības no Scylla NoSQL datu bāzes, un jaunie M6gd gadījumi darbina ātrus NVMe diskus.

ARM ofensīva visās frontēs

AWS Graviton2 procesors ir tikai viens ARM piemērs, ko izmanto datu centros. Bet signāli nāk no dažādiem virzieniem. Piemēram, 15. gada 2019. novembrī amerikāņu startup Nuvia piesaistīja 53 miljonus ASV dolāru riska finansējumam.

Startup dibināja trÄ«s vadoÅ”ie inženieri, kuri bija iesaistÄ«ti Apple un Google procesoru izveidē. Viņi sola izstrādāt procesorus datu centriem, kas konkurēs ar Intel un AMD.

Par pieejamo informācijuNuvia jau no paÅ”a sākuma ir izstrādājusi procesora kodolu, ko var bÅ«vēt, izmantojot ARM arhitektÅ«ru, taču neiegÅ«stot ARM licenci.

Tas viss liecina, ka ARM procesori ir gatavi iekarot serveru tirgu. Galu galā mēs dzÄ«vojam pēc PC laikmetā. Ikgadējie x86 sÅ«tÄ«jumi ir samazinājuÅ”ies gandrÄ«z par 10% kopÅ” to maksimuma 2011. gadā, savukārt RISC mikroshēmas ir pieauguÅ”as lÄ«dz 20 miljardiem. MÅ«sdienās 99% pasaules 32 un 64 bitu procesoru ir RISC.

TjÅ«ringa balvas ieguvēji Džons Henesijs un Deivids Patersons publicēja rakstu 2019. gada februārÄ« "Jauns zelta laikmets datoru arhitektÅ«rai". LÅ«k, ko viņi raksta:

Tirgus ir atrisinājis RISC-CISC strÄ«du. Lai gan CISC uzvarēja vēlākos PC ēras posmos, bet RISC uzvar tagad, kad ir pienācis post-PC laikmets. Gadu desmitiem nav izveidoti jauni CISC ISA. Mums par pārsteigumu, vienprātÄ«ba par labākajiem ISA principiem vispārējas nozÄ«mes procesoriem mÅ«sdienās joprojām ir par labu RISC, 35 gadus pēc tā izgudroÅ”anas... Atvērtā koda ekosistēmās labi izstrādātas mikroshēmas demonstrēs pārliecinoÅ”us sasniegumus un tādējādi paātrinās komerciālo ievieÅ”anu. . Vispārējā procesora filozofija Å”ajās mikroshēmās, iespējams, bÅ«s RISC, kas ir izturējusi laika pārbaudi. Gaidiet tikpat straujus jauninājumus kā pēdējā zelta laikmetā, taču Å”oreiz izmaksu, enerÄ£ijas un droŔības, ne tikai veiktspējas ziņā.

"Nākamajā desmitgadē notiks jaunu datoru arhitektÅ«ru kembrija eksplozija, kas vēstÄ«s par aizraujoÅ”iem laikiem datoru arhitektiem akadēmiskajās aprindās un rÅ«pniecÄ«bā," viņi secina rakstā.

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru