Materinska plošča SynQuacer E-Series za 24-jedrni ARM-strežnik s procesorjem ARM Cortex A53 in 32 GB pomnilnika,
Dolge leta so ARM procesorji z zmanjšanim naborom ukazov (RISC) prevladovali na trgu mobilnih naprav. A jim ni uspelo prodreti v podatkovne centre, kjer še vedno prevladujeta Intel in AMD z naborom ukazov x86. Občasno se pojavijo posamezne eksotične rešitve, kot je , a resnih ponudb še ni. Natančneje, do tega tedna.
Ta teden je AWS v oblaku predstavil svoje lastne 64-jedrne ARM-procesorje — to je sistem na čipu z jedrom ARM Neoverse N1. Podjetje trdi, da je Graviton2 bistveno hitrejši od ARM-procesorjev prejšnje generacije v instancah EC2 A1, in tukaj so .
Infrastrukturno poslovanje je primerjava številk. V bistvu strankam podatkovnega centra ali oblačne storitve ni pomembno, katera arhitektura procesorjev je prisotna. Skrbi jih razmerje med ceno in zmogljivostjo. Če je delo na ARM cenejše kot na x86, bodo to izbrali.
Do nedavnega ni bilo mogoče nedvoumno trditi, da bodo izračuni na ARM bolj donosni kot na x86. Na primer, strežni 24-jedrni ARM Cortex A53 je model vrednosti približno 1000 $, ki je lahko dvignila spletni strežnik na Ubuntu, a je po zmogljivosti močno zaostajala za procesorji x86.
Kljub temu osupljiva energetska učinkovitost ARM procesorjev znova in znova spodbuja zanimanje zanje. Na primer, SocioNext SC2A11 porabi le 5 W. In električna energija predstavlja skoraj 20% stroškov podatkovnega centra. Če se ti čipi izkažejo za dostojne glede zmogljivosti, ne bo več možnosti za x86.
Prvo prihajanje ARM: instance EC2 A1
Konec leta 2018 je AWS predstavil na lastnih ARM-procesorjih. Nedvomno je to bilo signal za industrijo o potencialnih spremembah na trgu, vendar so rezultati benchmarkov bili razočarujoči.
V spodnji tabeli so prikazani instanc EC2 A1 (ARM) in EC2 M5d.metal (x86). Za testiranje je bila uporabljena orodje 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 smo videli, so se A1 slabše odrezali v vseh testih razen pri predpomnilniku. Pri večini drugih kazalnikov so ARM močno zaostajali. Ta razlika v zmogljivosti je večja od razlike v ceni 46 % med A1 in M5. Z drugimi besedami, instančni procesorji x86 so še vedno ponudili boljšo vrednost za denar glede na razmerje cena/zmogljivost:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Razlika
predpomnilnik
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matrika
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
dentry
1389634
2770985
-49.85%
timer
4970125
15367075
-67,66%
Seveda mikrobenchmarki ne kažejo vedno objektivne slike. Pomembna je razlika v dejanski zmogljivosti aplikacije. Toda tudi tukaj slika ni bila boljša. Kolegi iz Scylla so primerjali instančne a1.metal in m5.4xlarge z enakim številom procesorjev. V standardnem testu branja NoSQL podatkovne baze v konfiguraciji z enim vozliščem je prva dosegla 102.000 operacij branja na sekundo, druga pa 610.000. V obeh primerih so bili vsi dostopni procesorji izkoriščeni 100 %. To ustreza zmanjšanju zmogljivosti približno šestkrat, kar ni pokriveno z nižjo ceno.
Poleg tega instančni A1 delujejo samo na EBS brez podpore hitrih naprav NVMe, kot pri drugih instancah.
Na splošno je A1 korak v novem smeri, vendar ni izpolnil pričakovanj o ARM.
Drugo prihajanje ARM: instančni EC2 M6
Vse se je spremenilo ta teden, ko je AWS predstavil nov razred ARM strežnikov in vrsto instanc na novih procesorjih , vključno z .
Primerjava teh instanc že prikazuje povsem drugačno sliko. V nekaterih testih ARM deluje bolje, včasih pa daleč bolje kot x86.
Tukaj so rezultati izvajanja istega stresa testiranja:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Razlika
predpomnilnik
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matrika
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
dentry
3088242
2770985
11,45%
timer
55515663
15367075
261,26%
To je že povsem druga zgodba: M6g je petkrat hitrejši od A1 pri izvajanju operacij branja iz NoSQL podatkovne baze Scylla, medtem ko novi instanci M6gd delujejo z hitrimi NVMe pomnilniki.
Napredovanje ARM na vseh področjih
Procesor AWS Graviton2 je le en primer uporabe ARM v podatkovnih centrih. Vendar pa prihajajo signali z različnih strani. Na primer, 15. novembra 2019 je ameriški startup Nuvia .
Startup so ustanovili trije vodilni inženirji, ki so delali na razvoju procesorjev pri Apple in Google. Obljubili so, da bodo razvili procesorje za podatkovne centre, ki bodo konkurirali Intelu in AMD.
Po , Nuvia je zasnovala procesorsko jedro od nule koje može biti izgrađeno „na osnovi“ ARM arhitekture, ali bez sticanja ARM licence.
Sve to ukazuje da su ARM procesori spremni da osvoje tržište servera. Na kraju krajeva, živimo u post-PC eri. Godišnje isporuke x86 pale su gotovo za 10% sa vrhunca 2011. godine, dok su RISC čipovi narasli na 20 milijardi. Danas je 99% 32- i 64-bitnih procesora u svetu RISC.
Nagrađivani Tjuringovi laureati Džon Henesi i Devid Patterson objavili su članak u februaru 2019. godine . Evo šta oni pišu:
Tržište je razjasnilo spor između RISC i CISC. Iako je CISC pobedio u kasnijim fazama PC ere, RISC pobedjuje sada, kada je počela post-PC era. Nove ISA za CISC nisu kreirane decenijama. Na naše iznenađenje, opšte mišljenje o najboljim principima ISA za procesore opšte namene danas se i dalje naginje ka RISC-u, 35 godina nakon njegovog izuma... U ekosistemima sa otvorenim kodom, vešto dizajnirani čipovi će ubedljivo demonstrirati dostignuća i tako ubrzati komercijalnu primenu. Filozofija procesora opšte namene u tim čipovima verovatno će biti RISC, koji je izdržao test vremena. Očekujte slične brze inovacije kao tokom prošle zlatne ere, ali ovog puta sa stanovišta cene, energije i sigurnosti, a ne samo performansi.
„U narednoj deceniji doći će do kambriijske eksplozije novih računarskih arhitektura, što znači uzbudljiva vremena za računarske arhitekte u akademskoj zajednici i industriji“, zaključuju oni na kraju članka.
Izvor: habr.com
