Motherboard SynQuacer E-Series for 24-core ARM server with ARM Cortex A53 processor and 32 GB of RAM,
For many years, ARM processors with a reduced instruction set (RISC) have dominated the mobile device market. However, they have not been able to penetrate data centers, where Intel and AMD with x86 instruction set still reign supreme. Occasionally, exotic solutions appear, such as , but serious offerings have been scarce. To be precise, none have emerged until this week.
This week, AWS launched its own 64-core ARM processors in the cloud, — a system-on-chip featuring the ARM Neoverse N1 core. The company claims that Graviton2 is significantly faster than previous-generation ARM processors in EC2 A1 instances, and here are the .
The infrastructure business is about comparing numbers. Essentially, data center or cloud service clients do not care about the architecture of the processors. They are concerned with the price-performance ratio. If working on ARM is cheaper than on x86, they will choose ARM.
Until recently, it was challenging to definitively say that computing on ARM would be more cost-effective than on x86. For instance, the server-grade 24-core ARM Cortex A53 is a model costing around $1000, which could run a web server on Ubuntu, but significantly lagged behind x86 processors in performance.
However, the impressive energy efficiency of ARM processors keeps attracting attention. For example, the SocioNext SC2A11 consumes only 5 W. Electricity accounts for nearly 20% of data center expenses. If these chips deliver respectable performance, x86 may have no chance.
The First Coming of ARM: EC2 A1 Instances
In late 2018, AWS introduced based on their own ARM processors. This was definitely a signal for the industry about potential changes in the market, but benchmark results turned out to be disappointing.
The table below shows of EC2 A1 (ARM) instances and EC2 M5d.metal (x86). The testing utilized the stress-ng:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
Siç po e shohim, A1 u tregua më e dobët në të gjitha testet, përveç cache-it. Në shumicën e treguesve të tjerë, ARM ka pasur një disavantazh të konsiderueshëm. Kjo diferencë në performancë është më e madhe se diferenca e çmimit prej 46% midis A1 dhe M5. Në fjalë të tjera, instancat me procesorë x86 vazhdojnë të jenë më të favorshme në raportin çmim/përformancë:
Test
EC2 A1
EC2 M5d.metal
Diferença
cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matrix
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%
Sigurisht, mikrobatimet nuk tregojnë gjithmonë një pamje objektive. Diferenca në performancën reale të aplikacionit është e rëndësishme. Por edhe këtu, situata nuk ishte më e mirë. Kolegët e Scylla krahasuan instancat a1.metal dhe m5.4xlarge me numër të njëjtë procesorësh. Në testin standard të leximit të bazës së të dhënave NoSQL me një nod, e para tregoi 102,000 operacione leximi në sekondë, ndërsa e dyta 610,000. Në të dy rastet, të gjithë procesorët e disponueshëm përdoren në 100%. Kjo i korrespondon një rënjeje të performancës rreth gjashtë herë, e cila nuk shpërblehet nga çmimi më i ulët.
Për më tepër, instancat A1 funksionojnë vetëm në EBS pa mbështetje për pajisje të shpejta NVMe, si në instancat e tjera.
Në përgjithësi, A1 ishte një hap në një drejtim të ri, por nuk përmbushi pritjet për ARM.
Ringjallja e ARM: instancat EC2 M6
Të gjitha ndryshoi këtë javë, kur AWS prezantoj një klasë të re serverësh ARM, si dhe një mori instancash me procesorët e rinj , përfshirë .
Krahasimi i këtyre instancave tregon një pamje krejtësisht të ndryshme. Në disa teste, ARM tregohet më mirë, dhe ndonjëherë shumë më mirë, se x86.
Ja rezultatet e ekzekutimit të të njëjtës komandë testimi stresi:
Test
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
Diferença
cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matrix
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%
Kjo është tashmë një çështje krejtësisht e ndryshme: M6g është pesë herë më e shpejtë se A1 në kryerjen e operacioneve të leximit nga baza e të dhënave Scylla NoSQL, dhe në instancat e reja M6gd punojnë pajisje të shpejta NVMe.
Avancimi i ARM në të gjitha frontet
Procesori AWS Graviton2 është vetëm një shembull i përdorimit të ARM në qendrat e të dhënave. Por sinjalet po vijnë nga përtej. Për shembull, më 15 nëntor 2019, startapi amerikan Nuvia .
Startapi u themelua nga tri inxhinierë të njohur, të cilët ishin angazhuar në krijimin e procesorëve në Apple dhe Google. Ata premtojnë të zhvillojnë procesorë për qendrat e të dhënave që do të konkurrojnë me Intel dhe AMD.
Sipas , Nuvia projektuan nga e para një bërthamë procesori që mund të ndërtohet "sipër" arkitekturës ARM, por pa marrë licencën ARM.
Të gjitha këto tregojnë se procesorët ARM janë gati të pushtojnë tregun e serverëve. Fundja, ne jetojmë në epokën pas-PC. Dërgesat vjetore të x86 kanë rënë me pothuajse 10% që nga kulmi në 2011, ndërkohë që çipat RISC janë rritur në 20 miliardë. Sot, 99% e procesorëve 32- dhe 64-bit në botë janë RISC.
Fituesit e çmimit Turing, John Hennessy dhe David Patterson publikuan një artikull në shkurt 2019 . Ja çfarë shkruajnë ata:
Tregu ka rregulluar debatin mes RISC dhe CISC. Megjithëse CISC fitoi fazat e mëvonshme të epokës PC, RISC po fiton tani, kur ka filluar epoka pas-PC. Nuk janë krijuar ISA të reja në CISC për disa dekada. Për habi, mendimi i përgjithshëm mbi principet më të mira të ISA për procesorët e përgjithshëm sot ende është në favor të RISC, 35 vjet pas shpikjes së tij… Në ekosistemat me burim të hapur, çipat e dizajnuar mjeshtërisht do të demonstrojnë me bindje arritjet dhe kështu do të përshpejtojnë adoptimin komercial. Filozofia e procesorëve të përgjithshëm në këto çipa, me shumë mundësi, do të jetë RISC, e cila ka qëndruar gjatë provës së kohës. Pritet të ketë inovacione të tilla të shpejta si gjatë epokës së fundit të artë, por këtë herë me perspektivën e kostos, energjisë dhe sigurisë, jo vetëm me performancën.
«Në dekadën e ardhshme do të ketë një shpërthim kambri të arkitekturave të reja të kompjuterëve, duke nënkuptuar kohë emocionuese për arkitektët e kompjuterëve në universitete dhe në industri», përfundojnë ata në fund të artikullit.
Burimi: habr.com
