एआरएम सर्व्हरचे युग येत आहे का?

24 GB RAM सह ARM Cortex A53 प्रोसेसरवर 32-कोर ARM सर्व्हरसाठी SynQuacer E-Series मदरबोर्ड, डिसेंबर 2018

बर्‍याच वर्षांपासून, एआरएम कमी केलेल्या इंस्ट्रक्शन सेट (आरआयएससी) प्रोसेसरने मोबाइल डिव्हाइस मार्केटवर वर्चस्व गाजवले आहे. परंतु ते कधीही डेटा सेंटरमध्ये प्रवेश करू शकले नाहीत, जेथे इंटेल आणि एएमडी अजूनही x86 सूचना सेटसह राज्य करतात. वेळोवेळी, वैयक्तिक विदेशी उपाय दिसतात, जसे की केले Pi प्लॅटफॉर्मवर 24-कोर ARM सर्व्हर, परंतु अद्याप कोणतेही गंभीर प्रस्ताव नाहीत. अधिक तंतोतंत, ते या आठवड्यापर्यंत नव्हते.

AWS ने या आठवड्यात क्लाउडमध्ये स्वतःचे 64-कोर ARM प्रोसेसर लाँच केले ग्रॅव्हिटन2 एआरएम निओवर्स एन१ कोर असलेली सिस्टम-ऑन-चिप आहे. कंपनीचा दावा आहे की Graviton1 हे EC2 A2 मधील मागील पिढीच्या ARM प्रोसेसरपेक्षा खूप वेगवान आहे आणि ते येथे आहे पहिल्या स्वतंत्र चाचण्या.

पायाभूत सुविधांचा व्यवसाय म्हणजे संख्यांची तुलना करणे. खरं तर, डेटा सेंटर किंवा क्लाउड सेवेचे क्लायंट प्रोसेसरकडे काय आर्किटेक्चर आहे याची पर्वा करत नाहीत. त्यांना किंमत/कार्यप्रदर्शन गुणोत्तराची काळजी असते. एआरएमवर चालणे x86 वर चालण्यापेक्षा स्वस्त असल्यास, ते निवडले जातील.

अलीकडे पर्यंत, हे निःसंदिग्धपणे सांगणे अशक्य होते की एआरएम वरील संगणन x86 पेक्षा अधिक फायदेशीर असेल. उदाहरणार्थ, सर्व्हर 24-कोर एआरएम कॉर्टेक्स A53 एक मॉडेल आहे SocioNext SC2A11 सुमारे $1000 ची किंमत आहे, जे उबंटूवर वेब सर्व्हर चालवू शकते, परंतु x86 प्रोसेसरच्या कार्यक्षमतेत खूपच कमी आहे.

तथापि, एआरएम प्रोसेसरची आश्चर्यकारक ऊर्जा कार्यक्षमता आपल्याला त्यांच्याकडे पुन्हा पुन्हा पाहण्यास प्रवृत्त करते. उदाहरणार्थ, SocioNext SC2A11 फक्त 5 W वापरते. परंतु डेटा सेंटरच्या खर्चापैकी जवळपास 20% विजेचा वाटा आहे. जर या चिप्सने चांगली कामगिरी दर्शविली तर x86 ला संधी मिळणार नाही.

एआरएमचे पहिले आगमन: EC2 A1 उदाहरणे

2018 च्या शेवटी, AWS सादर केले EC2 A1 उदाहरणे आमच्या स्वतःच्या एआरएम प्रोसेसरवर. हे निश्चितपणे बाजारातील संभाव्य बदलांबद्दल उद्योगासाठी एक संकेत होते, परंतु बेंचमार्क परिणाम निराशाजनक होते.

खालील तक्ता दाखवतो तणाव चाचणी परिणाम EC2 A1 (ARM) आणि EC2 M5d.metal (x86) उदाहरणे. उपयोगिता चाचणीसाठी वापरली गेली stress-ng:

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

तुम्ही बघू शकता, A1 ने कॅशे वगळता सर्व चाचण्यांमध्ये वाईट कामगिरी केली. इतर बर्याच निर्देशकांमध्ये, एआरएम खूप निकृष्ट होते. हा कामगिरी फरक A46 आणि M1 मधील 5% किमतीतील फरकापेक्षा मोठा आहे. दुसऱ्या शब्दांत, x86 प्रोसेसरवरील उदाहरणांमध्ये अजूनही चांगली किंमत/कार्यप्रदर्शन गुणोत्तर आहे:

चाचणी
EC2 A1
EC2 M5d.metal
फरक

कॅशे
1280
311
311,58%

icach
18209
34368
-47,02%

मॅट्रिक्स
77932
252190
-69,10%

सीपीयू
9336
24077
-61,22%

मेमकपी
21085
111877
-81,15%

qsort
522
728
-28,30%

दंतचिकित्सा
1389634
2770985
-49.85%

टाइमर
4970125
15367075
-67,66%

अर्थात, मायक्रोबेंचमार्क नेहमी वस्तुनिष्ठ चित्र दाखवत नाहीत. वास्तविक ऍप्लिकेशन कार्यप्रदर्शनातील फरक महत्त्वाचा आहे. परंतु येथे चित्र काही चांगले नसल्याचे दिसून आले. Scylla च्या सहकाऱ्यांनी समान संख्येच्या प्रोसेसरसह a1.metal आणि m5.4x मोठ्या उदाहरणांची तुलना केली. एकल नोड कॉन्फिगरेशनमध्ये मानक NoSQL डेटाबेस रीड चाचणीमध्ये, प्रथम प्रति सेकंद 102 रीड्स आणि दुसऱ्याने 000 रीड्स दाखवले. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, सर्व उपलब्ध प्रोसेसर 610% वर वापरले जातात. हे कामगिरीमध्ये सुमारे सहापट घट करते, जे कमी किमतीने ऑफसेट होत नाही.

याव्यतिरिक्त, इतर उदाहरणांप्रमाणे वेगवान NVMe उपकरणांसाठी समर्थन न करता फक्त A1 उदाहरणे EBS वर चालतात.

एकंदरीत, A1 हे नवीन दिशेने एक पाऊल होते, परंतु ते ARM च्या अपेक्षेनुसार राहिले नाही.

एआरएमचे दुसरे आगमन: EC2 M6 उदाहरणे

या आठवड्यात हे सर्व बदलले जेव्हा AWS ने ARM सर्व्हरचा नवीन वर्ग, तसेच नवीन प्रोसेसरवरील अनेक उदाहरणे सादर केली ग्रॅव्हिटन2समावेश M6g आणि M6gd.

या उदाहरणांची तुलना केल्यास पूर्णपणे वेगळे चित्र दिसून येते. काही चाचण्यांमध्ये, एआरएम x86 पेक्षा चांगले, आणि काहीवेळा बरेच चांगले कार्य करते.

समान ताण चाचणी आदेश चालवण्याचे परिणाम येथे आहेत:

चाचणी
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
फरक

कॅशे
218
311
-29,90%

icach
45887
34368
33,52%

मॅट्रिक्स
453982
252190
80,02%

सीपीयू
14694
24077
-38,97%

मेमकपी
134711
111877
20,53%

qsort
943
728
29,53%

दंतचिकित्सा
3088242
2770985
11,45%

टाइमर
55515663
15367075
261,26%

ही एक पूर्णपणे वेगळी बाब आहे: Scylla NoSQL डेटाबेसमधून रीड ऑपरेशन्स करताना M6g हा A1 पेक्षा पाचपट वेगवान आहे आणि नवीन M6gd उदाहरणे जलद NVMe ड्राइव्ह चालवतात.

सर्व आघाड्यांवर एआरएम आक्रमक

AWS Graviton2 प्रोसेसर हे डेटा सेंटरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या ARM चे फक्त एक उदाहरण आहे. पण सिग्नल वेगवेगळ्या दिशांनी येतात. उदाहरणार्थ, 15 नोव्हेंबर 2019 रोजी, अमेरिकन स्टार्टअप Nuvia उद्यम निधीमध्ये $53 दशलक्ष आकर्षित केले.

स्टार्टअपची स्थापना तीन आघाडीच्या अभियंत्यांनी केली होती जे Apple आणि Google येथे प्रोसेसर तयार करण्यात गुंतलेले होते. ते डेटा सेंटरसाठी प्रोसेसर विकसित करण्याचे वचन देतात जे इंटेल आणि एएमडीशी स्पर्धा करतील.

द्वारा उपलब्ध माहितीनुव्हियाने जमिनीपासून एक प्रोसेसर कोर डिझाइन केला आहे जो एआरएम आर्किटेक्चरच्या वर तयार केला जाऊ शकतो, परंतु एआरएम परवाना न घेता.

हे सर्व सूचित करते की एआरएम प्रोसेसर सर्व्हर मार्केट जिंकण्यासाठी तयार आहेत. शेवटी, आम्ही पोस्ट-पीसी युगात जगतो. वार्षिक x86 शिपमेंट्स त्यांच्या 10 च्या शिखरापासून जवळपास 2011% कमी झाले आहेत, तर RISC चिप्स 20 अब्ज पर्यंत वाढल्या आहेत. आज, जगातील 99- आणि 32-बिट प्रोसेसरपैकी 64% RISC आहेत.

ट्युरिंग पुरस्कार विजेते जॉन हेनेसी आणि डेव्हिड पॅटरसन यांनी फेब्रुवारी 2019 मध्ये एक लेख प्रकाशित केला "संगणक आर्किटेक्चरसाठी नवीन सुवर्णयुग". ते काय लिहितात ते येथे आहे:

बाजाराने RISC-CISC वाद मिटवला आहे. जरी CISC ने PC युगाच्या नंतरचे टप्पे जिंकले, परंतु RISC आता जिंकत आहे कारण पोस्ट-PC युग आले आहे. अनेक दशकांपासून कोणतेही नवीन CISC ISA तयार केलेले नाहीत. आमच्या आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे, आजही सामान्य-उद्देशीय प्रोसेसरसाठी सर्वोत्कृष्ट ISA तत्त्वांवरील एकमत आजही RISC च्या बाजूने झुकले आहे, त्याच्या शोधानंतर 35 वर्षांनी... ओपन सोर्स इकोसिस्टममध्ये, सु-डिझाइन केलेल्या चिप्स आकर्षक कामगिरी दाखवतील आणि त्यामुळे व्यावसायिक अवलंबनाला गती देतील. . या चिप्समधील सामान्य उद्देश प्रोसेसर तत्त्वज्ञान कदाचित RISC असेल, जे काळाच्या कसोटीवर उभे राहिले आहे. मागच्या सुवर्णयुगात सारख्याच जलद नावीन्याची अपेक्षा करा, पण यावेळी खर्च, ऊर्जा आणि सुरक्षिततेच्या बाबतीत, केवळ कामगिरीच नाही.

“पुढील दशकात नवीन संगणक आर्किटेक्चर्सचा कॅंब्रियन स्फोट दिसेल, जो शैक्षणिक आणि उद्योगातील संगणक आर्किटेक्ट्ससाठी रोमांचक काळ दर्शवेल,” त्यांनी पेपरचा निष्कर्ष काढला.

स्त्रोत: www.habr.com