Osnovna plošča SynQuacer serije E za 24-jedrni strežnik ARM na procesorju ARM Cortex A53 z 32 GB RAM-a,
Na trgu mobilnih naprav že vrsto let prevladujejo procesorji ARM z zmanjšanim naborom ukazov (RISC). Nikoli pa jim ni uspelo prodreti v podatkovne centre, kjer še vedno kraljujeta Intel in AMD z naborom ukazov x86. Občasno se pojavijo posamezne eksotične rešitve, kot npr , resnih predlogov pa še ni. Natančneje, šele ta teden.
AWS je ta teden predstavil lastne 64-jedrne procesorje ARM v oblaku je sistem na čipu z jedrom ARM Neoverse N1. Podjetje trdi, da je Graviton2 veliko hitrejši od prejšnje generacije procesorjev ARM v primerih EC2 A1, in tukaj je .
Pri infrastrukturnem poslu gre le za primerjavo številk. Pravzaprav je odjemalcem podatkovnega centra ali storitve v oblaku vseeno, kakšno arhitekturo imajo procesorji. Zanima jih razmerje med ceno in zmogljivostjo. Če je delovanje na ARM cenejše od izvajanja na x86, bodo izbrani.
Do nedavnega ni bilo mogoče nedvoumno reči, da bi bilo računalništvo na ARM bolj donosno kot na x86. Na primer, model je strežnik s 24 jedri ARM Cortex A53 stane približno 1000 $, ki bi lahko poganjal spletni strežnik na Ubuntuju, vendar je bil v zmogljivosti precej slabši od procesorja x86.
Vendar nas neverjetna energetska učinkovitost procesorjev ARM vedno znova prisili, da jih pogledamo. Na primer, SocioNext SC2A11 porabi le 5 W. Toda električna energija predstavlja skoraj 20 % stroškov podatkovnega centra. Če ti čipi pokažejo dostojno zmogljivost, potem x86 ne bo imel nobene možnosti.
Prvi prihod ARM: primerki EC2 A1
Konec leta 2018 je AWS predstavil na lastnih procesorjih ARM. To je bil vsekakor signal za industrijo o morebitnih spremembah na trgu, vendar so bili rezultati primerjalnih testov razočarajoči.
Spodnja tabela prikazuje Primerki EC2 A1 (ARM) in EC2 M5d.metal (x86). Pripomoček je bil uporabljen za testiranje stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Kot lahko vidite, se je A1 izkazal slabše pri vseh testih, razen predpomnilnika. V večini drugih kazalnikov je bil ARM zelo slabši. Ta razlika v zmogljivosti je večja od 46-odstotne razlike v ceni med A1 in M5. Z drugimi besedami, primerki na procesorjih x86 so imeli še vedno boljše razmerje med ceno in zmogljivostjo:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.kovina
Razlika
predpomnilnik
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%
zobozdravstvo
1389634
2770985
-49.85%
timer
4970125
15367075
-67,66%
Seveda mikrobenchmarki ne kažejo vedno objektivne slike. Pomembna je razlika v dejanski zmogljivosti aplikacije. Toda tukaj se slika ni izkazala za nič boljšo. Kolegi iz Scylle so primerjali instanci a1.metal in m5.4xlarge z enakim številom procesorjev. V standardnem testu branja baze podatkov NoSQL v konfiguraciji enega vozlišča je prvi pokazal 102 000 bralnih operacij na sekundo, drugi pa 610 000. V obeh primerih so vsi razpoložljivi procesorji uporabljeni 100 %. To pomeni približno šestkratno zmanjšanje zmogljivosti, ki pa nižja cena ni izravnana.
Poleg tega se primerki A1 izvajajo samo na EBS brez podpore za hitre naprave NVMe, kot so drugi primerki.
Na splošno je bil A1 korak v novo smer, vendar ni izpolnil pričakovanj ARM.
Drugi prihod ARM: primerki EC2 M6
Vse se je spremenilo ta teden, ko je AWS predstavil nov razred strežnikov ARM, pa tudi številne instance na novih procesorjih Vključno .
Primerjava teh primerov pokaže povsem drugačno sliko. V nekaterih testih se ARM obnese bolje in včasih veliko bolje kot x86.
Tu so rezultati izvajanja istega ukaza za stresni test:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.kovina
Razlika
predpomnilnik
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%
zobozdravstvo
3088242
2770985
11,45%
timer
55515663
15367075
261,26%
To je povsem druga zadeva: M6g je petkrat hitrejši od A1 pri izvajanju bralnih operacij iz baze podatkov Scylla NoSQL, novi primerki M6gd pa poganjajo hitre pogone NVMe.
Ofenziva ARM na vseh frontah
Procesor AWS Graviton2 je le en primer uporabe ARM v podatkovnih centrih. Toda signali prihajajo iz različnih smeri. Na primer, 15. novembra 2019 ameriški startup Nuvia .
Startup so ustanovili trije vodilni inženirji, ki so sodelovali pri ustvarjanju procesorjev pri Applu in Googlu. Za podatkovne centre obljubljajo razvoj procesorjev, ki bodo konkurenčni Intelu in AMD-ju.
Na Nuvia je od začetka zasnovala procesorsko jedro, ki ga je mogoče zgraditi na arhitekturi ARM, vendar brez pridobitve licence ARM.
Vse to kaže, da so procesorji ARM pripravljeni osvojiti trg strežnikov. Navsezadnje živimo v dobi po računalnikih. Letne pošiljke x86 so padle za skoraj 10 % od vrhunca leta 2011, medtem ko so čipi RISC narasli na 20 milijard. Danes je 99 % 32- in 64-bitnih procesorjev na svetu RISC.
Dobitnika Turingove nagrade John Hennessy in David Patterson sta februarja 2019 objavila članek . Tukaj pišejo:
Trg je rešil spor RISC-CISC. Čeprav je CISC zmagal v poznejših fazah dobe osebnih računalnikov, pa RISC zmaguje zdaj, ko je prišla doba po PC-ju. Že desetletja niso bili ustvarjeni novi CISC ISA. Na naše presenečenje se soglasje o najboljših načelih ISA za procesorje za splošne namene danes še vedno nagiba v prid RISC, 35 let po njegovem izumu ... V odprtokodnih ekosistemih bodo dobro zasnovani čipi pokazali prepričljiv napredek in s tem pospešili komercialno sprejetje . Splošna procesorska filozofija v teh čipih bo verjetno RISC, ki je prestal preizkus časa. Pričakujte enako hitre inovacije kot v zadnji zlati dobi, vendar tokrat v smislu stroškov, energije in varnosti, ne le zmogljivosti.
"V naslednjem desetletju bomo videli kambrijsko eksplozijo novih računalniških arhitektur, ki nakazuje vznemirljive čase za računalniške arhitekte v akademskih krogih in industriji," zaključujejo članek.
Vir: www.habr.com