SynQuacer E-Series hovedkort for en 24-kjerners ARM-server på en ARM Cortex A53-prosessor med 32 GB RAM,
I mange år har ARM-prosessorer med redusert instruksjonssett (RISC) dominert markedet for mobilenheter. Men de klarte aldri å bryte seg inn i datasentre, der Intel og AMD fortsatt regjerer med x86-instruksjonssettet. Fra tid til annen dukker det opp individuelle eksotiske løsninger, som f.eks , men det er ingen seriøse forslag ennå. Mer presist, det var ikke før denne uken.
AWS lanserte sine egne 64-kjerners ARM-prosessorer i skyen denne uken er en system-på-brikke med en ARM Neoverse N1-kjerne. Selskapet hevder at Graviton2 er mye raskere enn tidligere generasjons ARM-prosessorer i EC2 A1-forekomster, og her er det .
Infrastrukturvirksomheten handler om å sammenligne tall. Faktisk bryr ikke klienter av et datasenter eller skytjeneste seg hvilken arkitektur prosessorene har. De bryr seg om forholdet pris/ytelse. Hvis det er billigere å kjøre på ARM enn å kjøre på x86, vil de bli valgt.
Inntil nylig var det umulig å si entydig at databehandling på ARM ville være mer lønnsomt enn på x86. For eksempel er en server 24-kjerne ARM Cortex A53 en modell koster rundt $1000, som kunne kjøre en webserver på Ubuntu, men var mye dårligere i ytelse enn x86-prosessoren.
Den fantastiske energieffektiviteten til ARM-prosessorer får oss imidlertid til å se på dem igjen og igjen. For eksempel bruker SocioNext SC2A11 bare 5 W. Men elektrisitet står for nesten 20 % av kostnadene til et datasenter. Hvis disse brikkene viser anstendig ytelse, vil x86 ikke ha noen sjanse.
The First Coming of ARM: EC2 A1-forekomster
På slutten av 2018 introduserte AWS på våre egne ARM-prosessorer. Dette var definitivt et signal til bransjen om potensielle endringer i markedet, men referanseresultatene var skuffende.
Tabellen nedenfor viser EC2 A1 (ARM) og EC2 M5d.metal (x86) forekomster. Verktøyet ble brukt til testing stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Som du kan se, presterte A1 dårligere i alle tester bortsett fra cache. I de fleste andre indikatorer var ARM veldig dårligere. Denne ytelsesforskjellen er større enn 46 % prisforskjell mellom A1 og M5. Med andre ord, forekomster på x86-prosessorer hadde fortsatt bedre pris/ytelse-forhold:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metall
forskjellen
cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matrise
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
tannbehandling
1389634
2770985
-49.85%
tidsur
4970125
15367075
-67,66%
Selvfølgelig viser mikrobenchmarks ikke alltid et objektivt bilde. Det som betyr noe er forskjellen i faktisk applikasjonsytelse. Men her ble ikke bildet bedre. Kolleger fra Scylla sammenlignet a1.metal og m5.4xlarge instanser med samme antall prosessorer. I en standard NoSQL-databaselesetest i en enkelt nodekonfigurasjon, viste den første 102 000 leseoperasjoner per sekund, og den andre 610 000. I begge tilfeller brukes alle tilgjengelige prosessorer med 100 %. Dette tilsvarer omtrent en seksdobling av ytelsen, som ikke oppveies av den lavere prisen.
I tillegg kjører A1-forekomster bare på EBS uten støtte for raske NVMe-enheter som andre forekomster.
Totalt sett var A1 et skritt i en ny retning, men den levde ikke opp til ARMs forventninger.
The Second Coming of ARM: EC2 M6-forekomster
Det endret seg denne uken da AWS introduserte en ny klasse ARM-servere, samt en rekke tilfeller på nye prosessorer Inkludert .
Sammenligning av disse tilfellene viser et helt annet bilde. I noen tester yter ARM bedre, og noen ganger mye bedre, enn x86.
Her er resultatene av å kjøre den samme stresstestkommandoen:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metall
forskjellen
cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matrise
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
tannbehandling
3088242
2770985
11,45%
tidsur
55515663
15367075
261,26%
Dette er en helt annen sak: M6g er fem ganger raskere enn A1 når den utfører leseoperasjoner fra Scylla NoSQL-databasen, og de nye M6gd-forekomstene kjører raske NVMe-stasjoner.
ARM offensiv på alle fronter
AWS Graviton2-prosessoren er bare ett eksempel på at ARM brukes i datasentre. Men signalene kommer fra forskjellige retninger. For eksempel, 15. november 2019, den amerikanske startupen Nuvia .
Oppstarten ble grunnlagt av tre ledende ingeniører som var involvert i opprettelsen av prosessorer hos Apple og Google. De lover å utvikle prosessorer for datasentre som skal konkurrere med Intel og AMD.
På Nuvia har designet en prosessorkjerne fra grunnen av som kan bygges på toppen av ARM-arkitekturen, men uten å få en ARM-lisens.
Alt dette indikerer at ARM-prosessorer er klare til å erobre servermarkedet. Vi lever tross alt i en post-PC-tid. Årlige x86-forsendelser har falt nesten 10 % siden toppen i 2011, mens RISC-brikker har steget til 20 milliarder. I dag er 99 % av verdens 32- og 64-bits prosessorer RISC.
Turing Award-vinnerne John Hennessy og David Patterson publiserte en artikkel i februar 2019 . Her er hva de skriver:
Markedet har avgjort RISC-CISC-tvisten. Selv om CISC vant de senere stadiene av PC-æraen, men RISC vinner nå som post-PC-æraen har kommet. Ingen nye CISC-ISA-er har blitt opprettet på flere tiår. Til vår overraskelse lener konsensusen om de beste ISA-prinsippene for prosessorer for generell bruk i dag fortsatt til fordel for RISC, 35 år etter oppfinnelsen... I åpen kildekode-økosystemer vil veldesignede brikker demonstrere overbevisende fremskritt og dermed akselerere kommersiell adopsjon . Den generelle prosessorfilosofien i disse brikkene vil sannsynligvis være RISC, som har bestått tidens tann. Forvent samme raske innovasjon som under forrige gullalder, men denne gangen når det gjelder kostnader, energi og sikkerhet, ikke bare ytelse.
"Det neste tiåret vil se en kambrisk eksplosjon av nye dataarkitekturer, som signaliserer spennende tider for dataarkitekter i akademia og industri," konkluderer de i artikkelen.
Kilde: www.habr.com