SynQuacer E-Series moderkort för en 24-kärnig ARM-server på en ARM Cortex A53-processor med 32 GB RAM,
Under många år har ARM-processorer med reducerad instruktionsuppsättning (RISC) dominerat marknaden för mobila enheter. Men de lyckades aldrig ta sig in i datacenter, där Intel och AMD fortfarande regerar med x86-instruktionsuppsättningen. Då och då dyker det upp individuella exotiska lösningar som t.ex , men det finns inga seriösa förslag ännu. Mer exakt, det var inte förrän den här veckan.
AWS lanserade sina egna 64-kärniga ARM-processorer i molnet denna vecka är ett system-on-chip med en ARM Neoverse N1-kärna. Företaget hävdar att Graviton2 är mycket snabbare än tidigare generations ARM-processorer i EC2 A1-instanser, och här är det .
Infrastrukturverksamheten handlar om att jämföra siffror. Faktum är att kunder till ett datacenter eller molntjänst inte bryr sig om vilken arkitektur processorerna har. De bryr sig om förhållandet pris/prestanda. Om det är billigare att köra på ARM än att köra på x86 kommer de att väljas.
Fram till nyligen var det omöjligt att entydigt säga att datoranvändning på ARM skulle vara mer lönsam än på x86. Till exempel är en server med 24 kärnor ARM Cortex A53 en modell kostade cirka $1000, vilket kunde köra en webbserver på Ubuntu, men var mycket sämre i prestanda än x86-processorn.
Den fantastiska energieffektiviteten hos ARM-processorer får oss dock att titta på dem om och om igen. Till exempel förbrukar SocioNext SC2A11 endast 5 W. Men el står för nästan 20 % av ett datacenters kostnader. Om dessa marker visar anständig prestanda, kommer x86 inte att ha någon chans.
Första ankomsten av ARM: EC2 A1-instanser
I slutet av 2018 introducerade AWS på våra egna ARM-processorer. Detta var definitivt en signal till branschen om potentiella förändringar på marknaden, men benchmarkresultaten var en besvikelse.
Tabellen nedan visar EC2 A1 (ARM) och EC2 M5d.metal (x86) instanser. Verktyget användes för testning 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 presterade A1 sämre i alla tester utom cache. I de flesta andra indikatorer var ARM mycket sämre. Denna prestandaskillnad är större än 46 % prisskillnad mellan A1 och M5. Med andra ord, instanser på x86-processorer hade fortfarande bättre pris/prestanda-förhållande:
Testa
EC2 A1
EC2 M5d.metall
skillnad
cache
1280
311
311,58%
icache
18209
34368
-47,02%
matris
77932
252190
-69,10%
cpu
9336
24077
-61,22%
memcpy
21085
111877
-81,15%
qsort
522
728
-28,30%
tandvård
1389634
2770985
-49.85%
Timern
4970125
15367075
-67,66%
Naturligtvis visar mikrobenchmarks inte alltid en objektiv bild. Det som spelar roll är skillnaden i faktisk applikationsprestanda. Men här visade sig bilden inte vara bättre. Kollegor från Scylla jämförde a1.metal och m5.4xlarge instanser med samma antal processorer. I en standard NoSQL-databas lästest i en enda nodkonfiguration visade den första 102 000 läsoperationer per sekund och den andra 610 000. I båda fallen används alla tillgängliga processorer till 100 %. Detta motsvarar ungefär en sexfaldig minskning av prestanda, vilket inte kompenseras av det lägre priset.
Dessutom körs A1-instanser bara på EBS utan stöd för snabba NVMe-enheter som andra instanser.
Sammantaget var A1 ett steg i en ny riktning, men den levde inte upp till ARM:s förväntningar.
ARM:s andra ankomst: EC2 M6-instanser
Allt förändrades den här veckan när AWS introducerade en ny klass av ARM-servrar, såväl som ett antal instanser på nya processorer Inklusive .
Att jämföra dessa instanser visar en helt annan bild. I vissa tester presterar ARM bättre, och ibland mycket bättre, än x86.
Här är resultaten av att köra samma stresstestkommando:
Testa
EC2 M6g
EC2 M5d.metall
skillnad
cache
218
311
-29,90%
icache
45887
34368
33,52%
matris
453982
252190
80,02%
cpu
14694
24077
-38,97%
memcpy
134711
111877
20,53%
qsort
943
728
29,53%
tandvård
3088242
2770985
11,45%
Timern
55515663
15367075
261,26%
Detta är en helt annan sak: M6g är fem gånger snabbare än A1 när den utför läsoperationer från Scylla NoSQL-databasen, och de nya M6gd-instanserna kör snabba NVMe-enheter.
ARM offensiv på alla fronter
AWS Graviton2-processorn är bara ett exempel på att ARM används i datacenter. Men signalerna kommer från olika håll. Till exempel den 15 november 2019, den amerikanska startupen Nuvia .
Startupen grundades av tre ledande ingenjörer som var involverade i skapandet av processorer hos Apple och Google. De lovar att utveckla processorer för datacenter som ska konkurrera med Intel och AMD.
På Nuvia har designat en processorkärna från grunden som kan byggas ovanpå ARM-arkitekturen, men utan att få en ARM-licens.
Allt detta tyder på att ARM-processorer är redo att erövra servermarknaden. Vi lever trots allt i en era efter PC. De årliga x86-leveranserna har sjunkit med nästan 10 % sedan topptiden 2011, medan RISC-chips har skjutit i höjden till 20 miljarder. Idag är 99 % av världens 32- och 64-bitars processorer RISC.
Turing Award-vinnarna John Hennessy och David Patterson publicerade en artikel i februari 2019 . Så här skriver de:
Marknaden har löst RISC-CISC-tvisten. Även om CISC vann de senare stadierna av PC-eran, men RISC vinner nu när post-PC-eran har anlänt. Inga nya CISC-ISA har skapats på decennier. Till vår förvåning lutar konsensus om de bästa ISA-principerna för generella processorer idag fortfarande till förmån för RISC, 35 år efter dess uppfinning... I ekosystem med öppen källkod kommer väldesignade chip att visa övertygande framsteg och därigenom påskynda kommersiell användning . Den allmänna processorfilosofin i dessa chips kommer troligen att vara RISC, vilket har bestått tidens tand. Räkna med samma snabba innovation som under den senaste guldåldern, men denna gång vad gäller kostnad, energi och säkerhet, inte bara prestanda.
"Det nästa decenniet kommer att se en kambrisk explosion av nya datorarkitekturer, vilket signalerar spännande tider för datorarkitekter i akademin och industrin", avslutar de uppsatsen.
Källa: will.com