ARM സെർവറുകളുടെ യുഗം വരുമോ?

24 GB RAM ഉള്ള ARM Cortex A53 പ്രൊസസറിൽ 32-കോർ ARM സെർവറിനുള്ള SynQuacer E-Series മദർബോർഡ്, 2018 ഡിസംബർ

നിരവധി വർഷങ്ങളായി, ARM കുറച്ച ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ സെറ്റ് (RISC) പ്രോസസ്സറുകൾ മൊബൈൽ ഉപകരണ വിപണിയിൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു. എന്നാൽ ഇന്റലും എഎംഡിയും ഇപ്പോഴും x86 ഇൻസ്ട്രക്ഷൻ സെറ്റുമായി വാഴുന്ന ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിലേക്ക് കടക്കാൻ അവർക്ക് ഒരിക്കലും കഴിഞ്ഞില്ല. കാലാകാലങ്ങളിൽ, വ്യക്തിഗത വിദേശ പരിഹാരങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു ബനാന പൈ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിലെ 24-കോർ ARM സെർവർ, എന്നാൽ ഇതുവരെ ഗുരുതരമായ നിർദ്ദേശങ്ങളൊന്നുമില്ല. കൂടുതൽ കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ, അത് ഈ ആഴ്ച വരെ ആയിരുന്നില്ല.

AWS ഈ ആഴ്ച ക്ലൗഡിൽ സ്വന്തം 64-കോർ ARM പ്രോസസറുകൾ സമാരംഭിച്ചു ഗ്രാവിറ്റൺ2 ഒരു ARM Neoverse N1 കോർ ഉള്ള ഒരു സിസ്റ്റം-ഓൺ-ചിപ്പ് ആണ്. EC2 A2 സന്ദർഭങ്ങളിൽ മുൻ തലമുറ ARM പ്രോസസറുകളേക്കാൾ വളരെ വേഗതയുള്ളതാണ് Graviton1 എന്ന് കമ്പനി അവകാശപ്പെടുന്നു, അത് ഇതാ ആദ്യത്തെ സ്വതന്ത്ര പരിശോധനകൾ.

ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ ബിസിനസ്സ് സംഖ്യകളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതാണ്. വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു ഡാറ്റാ സെന്ററിന്റെയോ ക്ലൗഡ് സേവനത്തിന്റെയോ ക്ലയന്റുകൾ പ്രോസസ്സറുകൾക്ക് എന്ത് ആർക്കിടെക്ചർ ഉണ്ടെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുന്നില്ല. അവർ വില/പ്രകടന അനുപാതത്തിൽ ശ്രദ്ധിക്കുന്നു. x86-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനേക്കാൾ ARM-ൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് വിലകുറഞ്ഞതാണെങ്കിൽ, അവ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടും.

ഈയടുത്ത കാലം വരെ, x86-നേക്കാൾ ARM-ൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് കൂടുതൽ ലാഭകരമാകുമെന്ന് അസന്നിഗ്ദ്ധമായി പറയാൻ കഴിയില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സെർവർ 24-കോർ ARM Cortex A53 ഒരു മാതൃകയാണ് SocioNext SC2A11 ഉബുണ്ടുവിൽ ഒരു വെബ് സെർവർ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ഏകദേശം $1000 ചിലവ് വരും, എന്നാൽ പ്രകടനത്തിൽ x86 പ്രൊസസറിനേക്കാൾ വളരെ താഴ്ന്നതായിരുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, ARM പ്രോസസറുകളുടെ അതിശയകരമായ ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത നമ്മെ വീണ്ടും വീണ്ടും നോക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, SocioNext SC2A11 5 W മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. എന്നാൽ ഒരു ഡാറ്റാ സെന്ററിന്റെ ചെലവിന്റെ ഏകദേശം 20% വൈദ്യുതിയാണ്. ഈ ചിപ്പുകൾ മാന്യമായ പ്രകടനം കാണിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, x86 ന് അവസരമുണ്ടാകില്ല.

ARM-ന്റെ ആദ്യ വരവ്: EC2 A1 സംഭവങ്ങൾ

2018 അവസാനത്തോടെ, AWS അവതരിപ്പിച്ചു EC2 A1 സന്ദർഭങ്ങൾ ഞങ്ങളുടെ സ്വന്തം ARM പ്രോസസറുകളിൽ. ഇത് തീർച്ചയായും വിപണിയിലെ മാറ്റങ്ങളെക്കുറിച്ച് വ്യവസായത്തിന് ഒരു സൂചനയായിരുന്നു, പക്ഷേ ബെഞ്ച്മാർക്ക് ഫലങ്ങൾ നിരാശാജനകമായിരുന്നു.

ചുവടെയുള്ള പട്ടിക കാണിക്കുന്നു സമ്മർദ്ദ പരിശോധന ഫലങ്ങൾ EC2 A1 (ARM), EC2 M5d.metal (x86) സന്ദർഭങ്ങൾ. പരിശോധനയ്ക്കായി യൂട്ടിലിറ്റി ഉപയോഗിച്ചു stress-ng:

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

നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, കാഷെ ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ ടെസ്റ്റുകളിലും A1 മോശമായി പ്രവർത്തിച്ചു. മറ്റ് മിക്ക സൂചകങ്ങളിലും, ARM വളരെ താഴ്ന്നതായിരുന്നു. ഈ പ്രകടന വ്യത്യാസം A46 ഉം M1 ഉം തമ്മിലുള്ള 5% വില വ്യത്യാസത്തേക്കാൾ വലുതാണ്. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, x86 പ്രോസസറുകളിലെ സംഭവങ്ങൾക്ക് ഇപ്പോഴും മികച്ച വില/പ്രകടന അനുപാതം ഉണ്ടായിരുന്നു:

പരിശോധന
EC2 A1
EC2 M5d.metal
വ്യത്യാസം

കാഷെ
1280
311
311,58%

icache
18209
34368
-47,02%

മാട്രിക്സ്
77932
252190
-69,10%

സിപിയു
9336
24077
-61,22%

എംഎംപിപി
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

ദന്തചികിത്സ
1389634
2770985
-49.85%

ടൈമർ
4970125
15367075
-67,66%

തീർച്ചയായും, മൈക്രോബെഞ്ച്മാർക്കുകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരു വസ്തുനിഷ്ഠമായ ചിത്രം കാണിക്കില്ല. യഥാർത്ഥ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രകടനത്തിലെ വ്യത്യാസമാണ് പ്രധാനം. എന്നാൽ ഇവിടെ ചിത്രം മികച്ചതല്ലെന്ന് തെളിഞ്ഞു. സ്കില്ലയിൽ നിന്നുള്ള സഹപ്രവർത്തകർ a1.metal, m5.4x ലാർജ് ഇൻസ്‌റ്റൻസുകളെ ഒരേ എണ്ണം പ്രോസസ്സറുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു. ഒരൊറ്റ നോഡ് കോൺഫിഗറേഷനിൽ ഒരു സാധാരണ NoSQL ഡാറ്റാബേസ് റീഡ് ടെസ്റ്റിൽ, ആദ്യത്തേത് സെക്കൻഡിൽ 102 റീഡ് ഓപ്പറേഷനുകളും രണ്ടാമത്തേത് 000 റീഡ് ഓപ്പറേഷനുകളും കാണിച്ചു. രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലും, ലഭ്യമായ എല്ലാ പ്രോസസ്സറുകളും 610% ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇത് പ്രകടനത്തിലെ ആറിരട്ടി കുറവിന് തുല്യമാണ്, ഇത് കുറഞ്ഞ വിലകൊണ്ട് ഓഫ്സെറ്റ് ചെയ്യപ്പെടില്ല.

കൂടാതെ, മറ്റ് സംഭവങ്ങൾ പോലെ വേഗതയേറിയ NVMe ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പിന്തുണയില്ലാതെ A1 സംഭവങ്ങൾ EBS-ൽ മാത്രമേ പ്രവർത്തിക്കൂ.

മൊത്തത്തിൽ, A1 ഒരു പുതിയ ദിശയിലേക്കുള്ള ഒരു ചുവടുവയ്പായിരുന്നു, പക്ഷേ അത് ARM-ന്റെ പ്രതീക്ഷയ്‌ക്കൊത്ത് ഉയർന്നില്ല.

ARM-ന്റെ രണ്ടാം വരവ്: EC2 M6 സംഭവങ്ങൾ

ഈ ആഴ്ച AWS ഒരു പുതിയ ക്ലാസ് ARM സെർവറുകളും പുതിയ പ്രോസസറുകളിലെ നിരവധി സന്ദർഭങ്ങളും അവതരിപ്പിച്ചപ്പോൾ എല്ലാം മാറി. ഗ്രാവിറ്റൺ2ഉൾപ്പെടെ M6g, M6gd.

ഈ സംഭവങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നത് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു ചിത്രം കാണിക്കുന്നു. ചില ടെസ്റ്റുകളിൽ, x86 നേക്കാൾ മികച്ചതും ചിലപ്പോൾ വളരെ മികച്ചതുമായ പ്രകടനം ARM നിർവഹിക്കുന്നു.

ഒരേ സ്ട്രെസ് ടെസ്റ്റ് കമാൻഡ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ഫലങ്ങൾ ഇതാ:

പരിശോധന
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
വ്യത്യാസം

കാഷെ
218
311
-29,90%

icache
45887
34368
33,52%

മാട്രിക്സ്
453982
252190
80,02%

സിപിയു
14694
24077
-38,97%

എംഎംപിപി
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

ദന്തചികിത്സ
3088242
2770985
11,45%

ടൈമർ
55515663
15367075
261,26%

ഇത് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു കാര്യമാണ്: Scylla NoSQL ഡാറ്റാബേസിൽ നിന്ന് റീഡ് ഓപ്പറേഷനുകൾ നടത്തുമ്പോൾ M6g A1 നേക്കാൾ അഞ്ചിരട്ടി വേഗതയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ പുതിയ M6gd സംഭവങ്ങൾ വേഗതയേറിയ NVMe ഡ്രൈവുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നു.

എല്ലാ മുന്നണികളിലും ARM ആക്രമണം

AWS Graviton2 പ്രോസസർ, ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിൽ ARM ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം മാത്രമാണ്. എന്നാൽ സിഗ്നലുകൾ വ്യത്യസ്ത ദിശകളിൽ നിന്ന് വരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 15 നവംബർ 2019-ന് അമേരിക്കൻ സ്റ്റാർട്ടപ്പ് നുവിയ 53 മില്യൺ ഡോളർ വെഞ്ച്വർ ഫണ്ടിംഗിൽ സമാഹരിച്ചു.

ആപ്പിളിലും ഗൂഗിളിലും പ്രോസസറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ ഏർപ്പെട്ടിരുന്ന മൂന്ന് പ്രമുഖ എഞ്ചിനീയർമാരാണ് സ്റ്റാർട്ടപ്പ് സ്ഥാപിച്ചത്. ഇന്റൽ, എഎംഡി എന്നിവയുമായി മത്സരിക്കുന്ന ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾക്കായി പ്രോസസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുമെന്ന് അവർ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

വഴി ലഭ്യമായ വിവരങ്ങൾ, ARM ആർക്കിടെക്ചറിന്റെ "മുകളിൽ" നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്ന, എന്നാൽ ഒരു ARM ലൈസൻസ് ലഭിക്കാതെ തന്നെ, Nuvia ഒരു പ്രോസസർ കോർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.

സെർവർ വിപണി കീഴടക്കാൻ ARM പ്രോസസ്സറുകൾ തയ്യാറാണെന്ന് ഇതെല്ലാം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എല്ലാത്തിനുമുപരി, ഞങ്ങൾ ഒരു പോസ്റ്റ് പിസി യുഗത്തിലാണ് ജീവിക്കുന്നത്. വാർഷിക x86 ഷിപ്പ്‌മെന്റുകൾ 10 ലെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന നിരക്കിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 2011% കുറഞ്ഞു, അതേസമയം RISC ചിപ്പുകൾ 20 ബില്യണായി ഉയർന്നു. ഇന്ന്, ലോകത്തിലെ 99-ഉം 32-ബിറ്റ് പ്രോസസറുകളിൽ 64% RISC ആണ്.

ട്യൂറിംഗ് അവാർഡ് ജേതാക്കളായ ജോൺ ഹെന്നസിയും ഡേവിഡ് പാറ്റേഴ്സണും 2019 ഫെബ്രുവരിയിൽ ഒരു ലേഖനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു "കമ്പ്യൂട്ടർ ആർക്കിടെക്ചറിന് ഒരു പുതിയ സുവർണ്ണകാലം". അവർ എഴുതുന്നത് ഇതാ:

RISC-CISC തർക്കം വിപണി പരിഹരിച്ചു. പിസി യുഗത്തിന്റെ പിന്നീടുള്ള ഘട്ടങ്ങളിൽ സിഐഎസ്‌സി വിജയിച്ചെങ്കിലും, പിസിക്ക് ശേഷമുള്ള യുഗം വന്നതിനാൽ ആർഐഎസ്‌സി വിജയിക്കുകയാണ്. പതിറ്റാണ്ടുകളായി പുതിയ CISC ISAകളൊന്നും സൃഷ്ടിച്ചിട്ടില്ല. ഞങ്ങളെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തുന്ന തരത്തിൽ, പൊതു-ഉദ്ദേശ്യ പ്രോസസ്സറുകൾക്കുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച ഐഎസ്എ തത്വങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള സമവായം, കണ്ടുപിടിച്ച് 35 വർഷത്തിനു ശേഷവും RISC-ന് അനുകൂലമായി നിൽക്കുന്നു... ഓപ്പൺ സോഴ്‌സ് ഇക്കോസിസ്റ്റമുകളിൽ, നന്നായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ചിപ്പുകൾ ശ്രദ്ധേയമായ മുന്നേറ്റങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി വാണിജ്യപരമായ ദത്തെടുക്കൽ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. . ഈ ചിപ്പുകളിലെ പൊതു ഉദ്ദേശ്യ പ്രോസസ്സർ തത്ത്വശാസ്ത്രം RISC ആയിരിക്കും, അത് കാലത്തിന്റെ പരീക്ഷണമായി നിലകൊള്ളുന്നു. കഴിഞ്ഞ സുവർണ്ണ കാലഘട്ടത്തിലെ അതേ ദ്രുത നവീകരണം പ്രതീക്ഷിക്കുക, എന്നാൽ ഇത്തവണ പ്രകടനം മാത്രമല്ല, ചെലവ്, ഊർജ്ജം, സുരക്ഷ എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ.

"അടുത്ത ദശകത്തിൽ പുതിയ കമ്പ്യൂട്ടർ ആർക്കിടെക്ചറുകളുടെ ഒരു കേംബ്രിയൻ സ്ഫോടനം കാണും, അത് അക്കാദമിയയിലെയും വ്യവസായത്തിലെയും കമ്പ്യൂട്ടർ ആർക്കിടെക്റ്റുകൾക്ക് ആവേശകരമായ സമയങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു," അവർ പത്രം ഉപസംഹരിക്കുന്നു.

അവലംബം: www.habr.com