क्या एआरएम सर्वर का युग आ रहा है?

32 जीबी रैम, दिसंबर 2018 के साथ एआरएम कॉर्टेक्स ए 53 प्रोसेसर पर 24-कोर एआरएम सर्वर के लिए सिंटेकसर ई-सीरीज मदरबोर्ड

कई वर्षों के लिए, कम निर्देश सेट (आरआईएससी) वाले एआरएम प्रोसेसर मोबाइल डिवाइस बाजार पर हावी हो गए हैं। लेकिन वे कभी भी डेटा सेंटरों में सेंध लगाने में कामयाब नहीं हुए, जहाँ x86 इंस्ट्रक्शन सेट के साथ Intel और AMD अभी भी हावी हैं। कभी-कभी, कुछ विदेशी समाधान दिखाई देते हैं, जैसे कि केले पाई प्लेट पर आधारित 24-कोर एआरएम सर्वर , लेकिन अभी तक कोई गंभीर प्रस्ताव नहीं हैं। अधिक सटीक रूप से, यह इस सप्ताह तक नहीं था।

इस हफ्ते, AWS ने क्लाउड में अपना 64-कोर Graviton2 ARM प्रोसेसर लॉन्च किया - ARM Neoverse N1 कोर के साथ एक ऑन-चिप सिस्टम। कंपनी का दावा है कि Graviton2 EC2 A1 उदाहरणों में पिछली पीढ़ी के एआरएम प्रोसेसर की तुलना में बहुत तेज है, और यहां पहले स्वतंत्र परीक्षण हैं ।

इन्फ्रास्ट्रक्चर व्यवसाय संख्याओं की तुलना है। वास्तव में, डेटा सेंटर या क्लाउड सेवा के ग्राहक परवाह नहीं करते हैं कि प्रोसेसर के पास क्या वास्तुकला है। वे मूल्य-प्रदर्शन अनुपात के बारे में परवाह करते हैं। यदि एआरएम पर काम करना x86 की तुलना में सस्ता है, तो उन्हें चुना जाएगा।

हाल तक तक, यह असमान रूप से कहना असंभव था कि एआरएम पर गणना x86 की तुलना में अधिक लाभदायक होगी। उदाहरण के लिए, सर्वर-साइड 24-कोर एआरएम कॉर्टेक्स ए 53 एक सोशियोक्नेट एससी 2 ए 11 मॉडल है, जिसकी कीमत लगभग 1000 डॉलर है, जो उबंटू पर एक वेब सर्वर बढ़ा सकता है, लेकिन x86 प्रोसेसर के प्रदर्शन में बहुत कम था।

हालांकि, एआरएम प्रोसेसर की अद्भुत ऊर्जा दक्षता आपको बार-बार उनकी ओर देखती है। उदाहरण के लिए, SocioNext SC2A11 केवल 5 वाट की खपत करता है। लेकिन एक डाटा सेंटर की लागत का लगभग 20% बिजली खर्च होता है। यदि ये चिप्स अच्छा प्रदर्शन दिखाते हैं, तो x86 के पास कोई मौका नहीं होगा।

एआरएम की पहली कमिंग: EC2 A1 उदाहरण

2018 के अंत में, AWS ने अपने ARM प्रोसेसर पर EC2 A1 उदाहरण पेश किए। निश्चित रूप से, यह बाजार में संभावित परिवर्तनों के बारे में उद्योग के लिए एक संकेत था, लेकिन बेंचमार्क परिणाम निराशाजनक थे।

नीचे दी गई तालिका EC2 A1 (ARM) और EC2 M5d.metal (x86) के तनाव परीक्षण उदाहरणों के परिणाम दिखाती है। परीक्षण के लिए, stress-ng उपयोगिता का उपयोग किया गया था:

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

जैसा कि आप देख सकते हैं, A1 ने कैश को छोड़कर सभी परीक्षणों में बदतर प्रदर्शन किया। अधिकांश अन्य संकेतकों के लिए, एआरएम ने बहुत उपज दी। प्रदर्शन में यह अंतर A1 और M5 के बीच 46% की कीमत के अंतर से अधिक है। दूसरे शब्दों में, x86 प्रोसेसर पर अभी भी अधिक लागत प्रभावी बने हुए हैं:

बेशक, माइक्रोबेनचर्च हमेशा एक उद्देश्य चित्र नहीं दिखाते हैं। वास्तविक आवेदन प्रदर्शन में अंतर महत्वपूर्ण है। लेकिन यहां तस्वीर बेहतर नहीं थी। स्काइला सहयोगियों ने समान संख्याओं के साथ a1.metal और m5.4xlarge इंस्टेंस की तुलना की। एकल-नोड कॉन्फ़िगरेशन में NoSQL डेटाबेस को पढ़ने के लिए मानक परीक्षण में, पहले दिखाया गया था 102,000 प्रति सेकंड, और दूसरा 610,000। दोनों मामलों में, सभी उपलब्ध प्रोसेसर 100% उपयोग किए जाते हैं। यह लगभग छह गुना की उत्पादकता में कमी से मेल खाती है, जो कम कीमत से ऑफसेट नहीं होती है।

इसके अलावा, A1 उदाहरण केवल फास्ट NVMe उपकरणों के समर्थन के बिना ईबीएस पर चलते हैं, अन्य उदाहरणों की तरह।

सामान्य तौर पर, A1 एक नई दिशा में एक कदम था, लेकिन एआरएम की उम्मीदों पर खरा नहीं उतरा।

एआरएम का दूसरा आ रहा है: EC2 M6 उदाहरण

इस सप्ताह सब कुछ बदल गया जब AWS ने ARM सर्वरों की एक नई श्रेणी, साथ ही साथ M6g और M6gd सहित नए Graviton2 प्रोसेसर पर कई उदाहरण पेश किए ।

इन उदाहरणों की तुलना एक पूरी तरह से अलग तस्वीर दिखाती है। कुछ परीक्षणों में, एआरएम बेहतर प्रदर्शन करता है, और कभी-कभी x86 की तुलना में बहुत बेहतर होता है।

यहाँ एक ही तनाव परीक्षण टीम के परिणाम हैं:

यह एक पूरी तरह से अलग मामला है: स्कायला NoSQL डेटाबेस से पढ़ते समय M6g A1 की तुलना में पांच गुना तेज है, और नए M6g इंस्टेंसेस फास्ट NVMe ड्राइव चलाते हैं।

सभी मोर्चों पर एआरएम आक्रामक

AWS Graviton2 प्रोसेसर डेटा केंद्रों में ARM का उपयोग करने का सिर्फ एक उदाहरण है। लेकिन संकेत विभिन्न दिशाओं से आते हैं। उदाहरण के लिए, 15 नवंबर, 2019 को, यू.एस. स्टार्टअप नुविया ने उद्यम पूंजीगत निधि में $ 53 मिलियन जुटाए ।

स्टार्टअप की स्थापना तीन प्रमुख इंजीनियरों द्वारा की गई थी जो कि Apple और Google में प्रोसेसर के निर्माण में शामिल थे। वे डेटा केंद्रों के लिए प्रोसेसर विकसित करने का वादा करते हैं जो इंटेल और एएमडी के साथ प्रतिस्पर्धा करेंगे।

उपलब्ध जानकारी के अनुसार, नुविया को एक प्रोसेसर कोर से डिज़ाइन किया गया है जो एआरएम वास्तुकला के "शीर्ष पर" बनाया जा सकता है, लेकिन एआरएम लाइसेंस प्राप्त किए बिना।

यह सब इंगित करता है कि एआरएम प्रोसेसर सर्वर बाजार को जीतने के लिए तैयार हैं। आखिरकार, हम पीसी के बाद के युग में रहते हैं। 2011 में X86 वार्षिक शिपमेंट लगभग 10% गिर गया, जबकि RISC चिप्स 20 बिलियन तक बढ़ गया। आज, दुनिया में 32- और 64-बिट प्रोसेसर के 99% आरआईएससी हैं।

ट्यूरिंग पुरस्कार विजेता जॉन हेनेसी और डेविड पैटरसन ने फरवरी 2019 में "द न्यू गोल्डन एज ​​फॉर कंप्यूटर आर्किटेक्चर" शीर्षक से एक लेख प्रकाशित किया। यहाँ वे लिखते हैं:

बाजार ने RISC और CISC के बीच विवाद को सुलझाया। हालाँकि CISC ने PC युग के बाद के चरणों को जीता, RISC अब जीतता है कि PC के बाद का युग आ गया है। CISC में दशकों से कोई नया ISAs नहीं है। हमारे आश्चर्य के लिए, सामान्य प्रयोजन के प्रोसेसर के लिए सर्वश्रेष्ठ आईएसए सिद्धांतों पर सामान्य सहमति आज RISC के पक्ष में है, इसके आविष्कार के 35 साल बाद ... खुले स्रोत पारिस्थितिक तंत्र में, कुशलतापूर्वक डिजाइन किए गए चिप्स निश्चित रूप से उपलब्धियों का प्रदर्शन करेंगे और इस तरह वाणिज्यिक कार्यान्वयन होगा। इन चिप्स में सामान्य प्रयोजन प्रोसेसर दर्शन आरआईएससी होने की संभावना है, जो समय की कसौटी पर खड़ा है। उसी तेज-तर्रार नवाचार की अपेक्षा करें, जैसा आपने पिछले स्वर्णिम काल में किया था, लेकिन इस बार लागत, ऊर्जा और सुरक्षा के मामले में, न कि केवल प्रदर्शन के मामले में।

"अगले दशक में, नए कंप्यूटर आर्किटेक्चर का एक कैम्ब्रियन विस्फोट होगा, जिसका अर्थ है अकादमिक और उद्योग में कंप्यूटर आर्किटेक्ट के लिए रोमांचक समय," वे लेख के अंत में समाप्त होते हैं।