کیا ARM سرورز کا دور آنے والا ہے؟

ARM Cortex A24 پروسیسر پر 53-core ARM سرور کے لیے SynQuacer E-Series مدر بورڈ 32 GB RAM کے ساتھ، دسمبر 2018

کئی سالوں سے، ARM کم انسٹرکشن سیٹ (RISC) پروسیسرز نے موبائل ڈیوائس مارکیٹ پر غلبہ حاصل کیا ہے۔ لیکن وہ کبھی بھی ڈیٹا سینٹرز میں جانے میں کامیاب نہیں ہوئے، جہاں انٹیل اور AMD اب بھی x86 انسٹرکشن سیٹ کے ساتھ راج کرتے ہیں۔ وقتا فوقتا، انفرادی غیر ملکی حل ظاہر ہوتے ہیں، جیسے کیلے پائی پلیٹ فارم پر 24 کور ARM سرور، لیکن ابھی تک کوئی سنجیدہ تجاویز نہیں ہیں۔ مزید واضح طور پر، یہ اس ہفتے تک نہیں تھا.

AWS نے اس ہفتے کلاؤڈ میں اپنے 64 کور ARM پروسیسرز کا آغاز کیا۔ گریویٹون 2 ARM Neoverse N1 کور کے ساتھ ایک سسٹم آن چپ ہے۔ کمپنی کا دعویٰ ہے کہ Graviton2 EC2 A1 مثالوں میں پچھلی نسل کے ARM پروسیسرز کے مقابلے میں بہت تیز ہے، اور یہ یہاں ہے پہلے آزاد ٹیسٹ.

بنیادی ڈھانچے کا کاروبار نمبروں کا موازنہ کرنے کے بارے میں ہے۔ درحقیقت، ڈیٹا سینٹر یا کلاؤڈ سروس کے کلائنٹس اس بات کی پرواہ نہیں کرتے کہ پروسیسرز کا فن تعمیر کیا ہے۔ وہ قیمت/کارکردگی کے تناسب کی پرواہ کرتے ہیں۔ اگر ARM پر چلنا x86 پر چلانے سے سستا ہے، تو ان کا انتخاب کیا جائے گا۔

کچھ عرصہ پہلے تک، یہ واضح طور پر کہنا ناممکن تھا کہ ARM پر کمپیوٹنگ x86 کے مقابلے میں زیادہ منافع بخش ہوگی۔ مثال کے طور پر، سرور 24 کور ARM Cortex A53 ایک ماڈل ہے۔ SocioNext SC2A11 تقریباً $1000 کی لاگت ہے، جو Ubuntu پر ایک ویب سرور چلا سکتا ہے، لیکن کارکردگی میں x86 پروسیسر سے بہت کم ہے۔

تاہم، اے آر ایم پروسیسرز کی حیرت انگیز توانائی کی کارکردگی ہمیں انہیں بار بار دیکھنے پر مجبور کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، SocioNext SC2A11 صرف 5 W استعمال کرتا ہے۔ لیکن ڈیٹا سینٹر کے اخراجات کا تقریباً 20% بجلی کا ہوتا ہے۔ اگر یہ چپس اچھی کارکردگی دکھاتی ہیں، تو x86 کو کوئی موقع نہیں ملے گا۔

اے آر ایم کی پہلی آمد: EC2 A1 مثالیں۔

2018 کے آخر میں، AWS متعارف کرایا گیا۔ EC2 A1 مثالیں۔ ہمارے اپنے ARM پروسیسرز پر۔ یہ یقینی طور پر مارکیٹ میں ممکنہ تبدیلیوں کے بارے میں صنعت کے لیے ایک اشارہ تھا، لیکن بینچ مارک کے نتائج مایوس کن تھے۔

مندرجہ ذیل جدول دکھاتا ہے۔ کشیدگی کی جانچ کے نتائج EC2 A1 (ARM) اور EC2 M5d.metal (x86) مثالیں۔ یوٹیلیٹی کو جانچ کے لیے استعمال کیا گیا۔ stress-ng:

stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، A1 نے کیشے کے علاوہ تمام ٹیسٹوں میں بدتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔ زیادہ تر دیگر اشارے میں، ARM بہت کمتر تھا۔ کارکردگی کا یہ فرق A46 اور M1 کے درمیان 5% قیمت کے فرق سے بڑا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، x86 پروسیسرز پر اب بھی بہتر قیمت/کارکردگی کا تناسب تھا:

ٹیسٹ
EC2 A1
EC2 M5d.metal
فرق

کیشے
1280
311
311,58٪

icache
18209
34368
-47,02٪

میٹرکس
77932
252190
-69,10٪

CPU
9336
24077
-61,22٪

میمسی
21085
111877
-81,15٪

Qsort
522
728
-28,30٪

دندان سازی
1389634
2770985
-49.85٪

ٹائمر
4970125
15367075
-67,66٪

بلاشبہ، مائیکرو بینچ مارکس ہمیشہ ایک معروضی تصویر نہیں دکھاتے ہیں۔ جو چیز اہم ہے وہ ایپلی کیشن کی اصل کارکردگی میں فرق ہے۔ لیکن یہاں تصویر کچھ بہتر نہیں نکلی۔ Scylla کے ساتھیوں نے ایک ہی تعداد میں پروسیسرز کے ساتھ a1.metal اور m5.4xlarge مثالوں کا موازنہ کیا۔ معیاری NoSQL ڈیٹابیس ریڈڈ ٹیسٹ میں سنگل نوڈ کنفیگریشن میں، پہلے والے نے 102 ریڈ آپریشنز فی سیکنڈ دکھائے، اور دوسرے میں 000۔ دونوں صورتوں میں، تمام دستیاب پروسیسرز 610% پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ کارکردگی میں تقریباً چھ گنا کمی کے مترادف ہے، جو کم قیمت سے پورا نہیں ہوتا ہے۔

مزید برآں، A1 مثالیں دیگر مثالوں کی طرح تیز رفتار NVMe ڈیوائسز کی حمایت کے بغیر صرف EBS پر چلتی ہیں۔

مجموعی طور پر، A1 ایک نئی سمت میں ایک قدم تھا، لیکن یہ ARM کی توقعات پر پورا نہیں اترا۔

اے آر ایم کی دوسری آمد: EC2 M6 مثالیں۔

یہ سب کچھ اس ہفتے اس وقت بدل گیا جب AWS نے ARM سرورز کی ایک نئی کلاس متعارف کرائی، نیز نئے پروسیسرز پر متعدد مثالیں گریویٹون 2سمیت M6g اور M6gd.

ان مثالوں کا موازنہ کرنے سے بالکل مختلف تصویر نظر آتی ہے۔ کچھ ٹیسٹوں میں، ARM بہتر کارکردگی دکھاتا ہے، اور کبھی کبھی زیادہ بہتر، x86 سے۔

یہاں ایک ہی سٹریس ٹیسٹ کمانڈ چلانے کے نتائج ہیں:

ٹیسٹ
EC2 M6g
EC2 M5d.metal
فرق

کیشے
218
311
-29,90٪

icache
45887
34368
33,52٪

میٹرکس
453982
252190
80,02٪

CPU
14694
24077
-38,97٪

میمسی
134711
111877
20,53٪

Qsort
943
728
29,53٪

دندان سازی
3088242
2770985
11,45٪

ٹائمر
55515663
15367075
261,26٪

یہ بالکل مختلف معاملہ ہے: Scylla NoSQL ڈیٹابیس سے پڑھنے کے آپریشنز کرتے وقت M6g A1 سے پانچ گنا تیز ہے، اور نئی M6gd مثالیں تیز NVMe ڈرائیوز چلاتی ہیں۔

تمام محاذوں پر ARM جارحانہ

AWS Graviton2 پروسیسر ڈیٹا سینٹرز میں استعمال ہونے والے ARM کی صرف ایک مثال ہے۔ لیکن سگنل مختلف سمتوں سے آتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 15 نومبر 2019 کو، امریکی سٹارٹ اپ Nuvia وینچر فنڈنگ ​​میں $53 ملین کو راغب کیا۔.

اس اسٹارٹ اپ کی بنیاد تین سرکردہ انجینئرز نے رکھی تھی جو ایپل اور گوگل میں پروسیسرز کی تخلیق میں شامل تھے۔ وہ ڈیٹا سینٹرز کے لیے پروسیسرز تیار کرنے کا وعدہ کرتے ہیں جو Intel اور AMD کے ساتھ مقابلہ کریں گے۔

پر دستیاب معلوماتنیویا نے زمین سے ایک پروسیسر کور ڈیزائن کیا ہے جسے ARM فن تعمیر کے اوپر بنایا جا سکتا ہے، لیکن ARM لائسنس حاصل کیے بغیر۔

یہ سب اشارہ کرتا ہے کہ ARM پروسیسرز سرور مارکیٹ کو فتح کرنے کے لیے تیار ہیں۔ سب کے بعد، ہم پی سی کے بعد کے دور میں رہتے ہیں. 86 کی چوٹی کے بعد سے سالانہ x10 کی ترسیل میں تقریباً 2011 فیصد کمی آئی ہے، جبکہ RISC چپس 20 بلین تک بڑھ گئی ہیں۔ آج، دنیا کے 99- اور 32 بٹ پروسیسرز میں سے 64% RISC ہیں۔

ٹورنگ ایوارڈ یافتہ جان ہینیسی اور ڈیوڈ پیٹرسن نے فروری 2019 میں ایک مضمون شائع کیا۔ "کمپیوٹر فن تعمیر کے لیے ایک نیا سنہری دور". یہاں وہ کیا لکھتے ہیں:

مارکیٹ نے RISC-CISC تنازعہ طے کر لیا ہے۔ اگرچہ CISC نے PC دور کے بعد کے مراحل میں کامیابی حاصل کی، لیکن RISC اب جیت رہی ہے کہ پی سی کے بعد کا دور آچکا ہے۔ دہائیوں سے کوئی نیا CISC ISAs نہیں بنایا گیا ہے۔ ہماری حیرت کی بات یہ ہے کہ عام مقصد کے پروسیسرز کے لیے بہترین ISA اصولوں پر اتفاق رائے آج بھی RISC کے حق میں ہے، اس کی ایجاد کے 35 سال بعد... اوپن سورس ایکو سسٹم میں، اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ چپس زبردست پیشرفت کا مظاہرہ کریں گی اور اس طرح تجارتی اپنانے میں تیزی لائیں گی۔ . ان چپس میں عام مقصد کے پروسیسر کا فلسفہ ممکنہ طور پر RISC ہوگا، جو وقت کی کسوٹی پر کھڑا ہے۔ پچھلے سنہری دور کی طرح تیز رفتار اختراع کی توقع کریں، لیکن اس بار صرف کارکردگی ہی نہیں، قیمت، توانائی اور حفاظت کے لحاظ سے۔

"اگلی دہائی میں کمپیوٹر کے نئے فن تعمیرات کا کیمبرین دھماکہ دیکھنے کو ملے گا، جو تعلیمی اور صنعت میں کمپیوٹر آرکیٹیکٹس کے لیے پرجوش اوقات کا اشارہ دے گا،" انہوں نے مقالے کا اختتام کیا۔

ماخذ: www.habr.com