Základná doska SynQuacer E-Series pre 24-jadrový server ARM na procesore ARM Cortex A53 s 32 GB RAM,
Po mnoho rokov dominujú na trhu mobilných zariadení procesory ARM s redukovanými inštrukciami (RISC). Nikdy sa im však nepodarilo preniknúť do dátových centier, kde stále kraľujú Intel a AMD s inštrukčnou sadou x86. Z času na čas sa objavia jednotlivé exotické riešenia, ako napr , ale zatiaľ neexistujú žiadne vážne návrhy. Presnejšie, až tento týždeň.
AWS tento týždeň spustila svoje vlastné 64-jadrové procesory ARM v cloude je systém na čipe s jadrom ARM Neoverse N1. Spoločnosť tvrdí, že Graviton2 je oveľa rýchlejší ako predchádzajúca generácia procesorov ARM v prípadoch EC2 A1, a tu je .
Podnikanie v oblasti infraštruktúry je o porovnávaní čísel. Klientom dátového centra alebo cloudovej služby je v skutočnosti jedno, akú architektúru majú procesory. Záleží im na pomere cena/výkon. Ak je beh na ARM lacnejší ako beh na x86, potom budú vybrané.
Až donedávna sa nedalo jednoznačne povedať, že výpočtová technika na ARM bude výnosnejšia ako na x86. Napríklad serverový 24-jadrový ARM Cortex A53 je model stál asi 1000 86 dolárov, ktorý mohol prevádzkovať webový server na Ubuntu, ale bol oveľa nižší vo výkone ako procesor xXNUMX.
Úžasná energetická účinnosť procesorov ARM nás však núti pozerať sa na ne znova a znova. Napríklad SocioNext SC2A11 spotrebuje iba 5 W. Elektrina však predstavuje takmer 20 % nákladov dátového centra. Ak tieto čipy ukážu slušný výkon, potom x86 nebude mať žiadnu šancu.
Prvý príchod ARM: EC2 A1 inštancie
Koncom roka 2018 predstavil AWS na našich vlastných procesoroch ARM. To bol určite signál pre odvetvie o potenciálnych zmenách na trhu, ale výsledky benchmarku boli sklamaním.
Nižšie uvedená tabuľka ukazuje Inštancie EC2 A1 (ARM) a EC2 M5d.metal (x86). Na testovanie bola použitá utilita stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Ako môžete vidieť, A1 dopadol horšie vo všetkých testoch okrem vyrovnávacej pamäte. Vo väčšine ostatných ukazovateľov bol ARM veľmi horší. Tento výkonnostný rozdiel je väčší ako 46% cenový rozdiel medzi A1 a M5. Inými slovami, inštancie na procesoroch x86 mali stále lepší pomer cena/výkon:
test
EC2 A1
EC2 M5d.kov
rozdiel
medzipamäte
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matice
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
zubárstvo
1389634
2770985
-49.85%
časomerač
4970125
15367075
-67,66%
Samozrejme, mikrobenchmarky nie vždy ukazujú objektívny obraz. Dôležitý je rozdiel v skutočnom výkone aplikácie. Ale tu sa ukázalo, že obraz nie je o nič lepší. Kolegovia zo Scylly porovnávali inštancie a1.metal a m5.4xlarge s rovnakým počtom procesorov. V štandardnom teste čítania databázy NoSQL v konfigurácii jedného uzla prvý z nich ukázal 102 000 operácií čítania za sekundu a druhý 610 000. V oboch prípadoch sú všetky dostupné procesory vyťažené na 100 %. To sa rovná asi šesťnásobnému zníženiu výkonu, čo však nevyváži ani nižšia cena.
Inštancie A1 navyše bežia iba na EBS bez podpory rýchlych zariadení NVMe, ako sú iné inštancie.
Celkovo bol A1 krokom novým smerom, no nesplnil očakávania ARM.
Druhý príchod ARM: EC2 M6 inštancie
To všetko sa zmenilo tento týždeň, keď AWS predstavil novú triedu serverov ARM, ako aj množstvo inštancií na nových procesoroch Vrátane .
Porovnanie týchto prípadov ukazuje úplne iný obraz. V niektorých testoch funguje ARM lepšie a niekedy oveľa lepšie ako x86.
Tu sú výsledky spustenia rovnakého príkazu záťažového testu:
test
EC2 M6g
EC2 M5d.kov
rozdiel
medzipamäte
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matice
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
zubárstvo
3088242
2770985
11,45%
časomerač
55515663
15367075
261,26%
Toto je úplne iná záležitosť: M6g je päťkrát rýchlejší ako A1 pri vykonávaní operácií čítania z databázy Scylla NoSQL a nové inštancie M6gd bežia na rýchlych NVMe diskoch.
ARM ofenzíva na všetkých frontoch
Procesor AWS Graviton2 je len jedným z príkladov využitia ARM v dátových centrách. Ale signály prichádzajú z rôznych smerov. Napríklad 15. novembra 2019 americký startup Nuvia .
Startup založili traja poprední inžinieri, ktorí sa podieľali na tvorbe procesorov v spoločnostiach Apple a Google. Sľubujú vývoj procesorov pre dátové centrá, ktoré budú konkurovať Intelu a AMD.
Na , Nuvia od základu navrhla procesorové jadro, ktoré možno postaviť „navrch“ architektúry ARM, avšak bez získania licencie ARM.
To všetko naznačuje, že procesory ARM sú pripravené dobyť trh serverov. Žijeme predsa v dobe po PC. Ročné dodávky x86 klesli od svojho vrcholu v roku 10 takmer o 2011 %, zatiaľ čo RISC čipy vyleteli na 20 miliárd. Dnes je 99 % svetových 32- a 64-bitových procesorov RISC.
Víťazi Turingovej ceny John Hennessy a David Patterson publikovali článok vo februári 2019 . Tu je to, čo píšu:
Trh vyriešil spor RISC-CISC. CISC síce vyhral neskoršie fázy PC éry, ale RISC vyhráva teraz, keď prišla éra po PC. Po celé desaťročia neboli vytvorené žiadne nové CISC ISA. Na naše prekvapenie sa konsenzus o najlepších princípoch ISA pre univerzálne procesory dnes stále prikláňa v prospech RISC, 35 rokov po jeho vynáleze... V open source ekosystémoch budú dobre navrhnuté čipy demonštrovať presvedčivé pokroky, a tým urýchliť komerčné prijatie. . Filozofia procesorov na všeobecné použitie v týchto čipoch bude pravdepodobne RISC, ktorá obstála v skúške času. Očakávajte rovnako rýchle inovácie ako počas posledného zlatého veku, ale tentoraz z hľadiska nákladov, energie a bezpečnosti, nielen výkonu.
„V nasledujúcom desaťročí zažijeme kambrickú explóziu nových počítačových architektúr, čo signalizuje vzrušujúce časy pre počítačových architektov v akademickej obci a priemysle,“ uzatvárajú noviny.
Zdroj: hab.com