Motherboard SynQuacer E-Series untuk server ARM 24-inti pada prosesor ARM Cortex A53 dengan RAM 32 GB, Desember 2018Selama bertahun-tahun, prosesor ARM dengan set instruksi yang dikurangi (RISC) telah mendominasi pasar perangkat seluler. Tetapi mereka tidak pernah berhasil masuk ke pusat data, di mana Intel dan AMD dengan set instruksi x86 masih mendominasi. Kadang-kadang, solusi eksotis tertentu muncul, seperti
server ARM 24-inti yang berbasis pada platform Banana Pi , tetapi belum ada penawaran serius. Lebih tepatnya, tidak sampai minggu ini.
Minggu ini, AWS meluncurkan prosesor ARM
Graviton2 64-core di cloud - sistem on-chip dengan inti ARM Neoverse N1. Perusahaan mengklaim bahwa Graviton2 jauh lebih cepat daripada prosesor ARM generasi sebelumnya dalam contoh EC2 A1, dan di sini adalah
tes independen pertama .
Bisnis infrastruktur adalah perbandingan angka. Bahkan, pelanggan pusat data atau layanan cloud tidak peduli arsitektur apa yang dimiliki prosesor. Mereka peduli dengan rasio harga-kinerja. Jika bekerja pada ARM lebih murah daripada pada x86, maka mereka akan dipilih.
Sampai saat ini, tidak mungkin untuk mengatakan dengan tegas bahwa perhitungan pada ARM akan lebih menguntungkan daripada pada x86. Sebagai contoh, server-side 24-core ARM Cortex A53 adalah model
SocioNext SC2A11 seharga sekitar $ 1000, yang dapat meningkatkan server web di Ubuntu, tetapi jauh lebih rendah kinerjanya dibandingkan prosesor x86.
Namun, efisiensi energi yang luar biasa dari prosesor ARM membuat Anda melihatnya berulang kali. Sebagai contoh, SocioNext SC2A11 hanya mengkonsumsi 5 watt. Tetapi listrik menyumbang hampir 20% dari biaya pusat data. Jika chip ini menunjukkan kinerja yang layak, maka x86 tidak akan memiliki peluang.
Kedatangan Pertama ARM: Mesin Virtual EC2 A1
Pada akhir 2018, AWS memperkenalkan mesin
EC2 A1 pada prosesor ARM-nya sendiri. Tentu saja, ini merupakan sinyal kepada industri tentang potensi perubahan di pasar, tetapi hasil benchmark mengecewakan.
Tabel di bawah ini menunjukkan
hasil contoh
pengujian stres EC2 A1 (ARM) dan EC2 M5d.metal (x86). Untuk pengujian, utilitas
stress-ng digunakan:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1mSeperti yang Anda lihat, A1 berkinerja lebih buruk di semua tes kecuali cache. Untuk sebagian besar indikator lainnya, ARM menghasilkan sangat banyak. Perbedaan dalam kinerja ini lebih besar daripada perbedaan harga 46% antara A1 dan M5. Dengan kata lain, instance pada prosesor x86 masih tetap lebih hemat biaya:
Tentu saja, microbenchmark tidak selalu menunjukkan gambar yang objektif. Perbedaan dalam kinerja aplikasi nyata adalah penting. Tapi di sini gambar itu tidak lebih baik. Rekan Scylla membandingkan contoh a1.metal dan m5.4xlarge dengan jumlah prosesor yang sama. Dalam tes standar untuk membaca database NoSQL dalam konfigurasi single-node, yang pertama menunjukkan 102.000 membaca per detik, dan yang kedua 610.000. Dalam kedua kasus, semua prosesor yang tersedia adalah 100% digunakan. Ini sesuai dengan penurunan produktivitas sekitar enam kali, yang tidak diimbangi dengan harga yang lebih rendah.
Selain itu, instans A1 hanya berjalan pada EBS tanpa dukungan untuk perangkat NVMe cepat, seperti pada instans lain.
Secara umum, A1 adalah langkah ke arah yang baru, tetapi tidak memenuhi harapan ARM.
Kedatangan Kedua ARM: Mesin Virtual EC2 M6
Semuanya berubah minggu ini ketika AWS memperkenalkan kelas baru server ARM, serta sejumlah instance pada prosesor
Graviton2 baru, termasuk
M6g dan M6gd .
Perbandingan dari contoh-contoh ini menunjukkan gambar yang sama sekali berbeda. Dalam beberapa tes, ARM berkinerja lebih baik, dan terkadang jauh lebih baik daripada x86.
Berikut adalah hasil dari tim stress testing yang sama:
Ini adalah masalah yang sama sekali berbeda: M6g lima kali lebih cepat dari A1 ketika membaca dari database Scylla NoSQL, dan instance M6gd yang lebih baru menjalankan drive NVMe yang cepat.
Serangan ARM di semua lini
Prosesor AWS Graviton2 hanyalah salah satu contoh menggunakan ARM di pusat data. Tetapi sinyal datang dari arah yang berbeda. Sebagai contoh, pada 15 November 2019, startup AS A. Nuvia
mengumpulkan $ 53 juta dalam pendanaan modal ventura .
Startup ini didirikan oleh tiga insinyur terkemuka yang terlibat dalam pembuatan prosesor di Apple dan Google. Mereka berjanji untuk mengembangkan prosesor untuk pusat data yang akan bersaing dengan Intel dan AMD.
Menurut
informasi yang tersedia , Nuvia dirancang dari awal inti prosesor yang dapat dibangun "di atas" dari arsitektur ARM, tetapi tanpa mendapatkan lisensi ARM.
Semua ini menunjukkan bahwa prosesor ARM siap menaklukkan pasar server. Bagaimanapun, kita hidup di era pasca-PC. Pengiriman tahunan X86 turun hampir 10% dari puncak 2011, sementara chip RISC melonjak hingga 20 miliar. Saat ini, 99% dari prosesor 32-dan 64-bit di dunia adalah RISC.
Pemenang Turing Prize John Hennessey dan David Patterson menerbitkan sebuah artikel berjudul
"Zaman Keemasan Baru untuk Arsitektur Komputer" pada Februari 2019. Inilah yang mereka tulis:
Pasar menyelesaikan perselisihan antara RISC dan CISC. Meskipun CISC memenangkan tahap akhir era PC, RISC menang sekarang karena era pasca-PC telah tiba. Tidak ada SPA baru di CISC selama beberapa dekade. Yang mengejutkan kami, konsensus umum tentang prinsip-prinsip ISA terbaik untuk prosesor keperluan umum hari ini terus mendukung RISC, 35 tahun setelah penemuannya ... Dalam ekosistem open source, chip yang dirancang dengan terampil akan secara meyakinkan menunjukkan pencapaian dan dengan demikian mempercepat implementasi komersial. Filosofi prosesor tujuan umum dalam chip ini kemungkinan adalah RISC, yang telah teruji oleh waktu. Harapkan inovasi cepat yang sama seperti yang Anda lakukan selama zaman keemasan terakhir, tetapi kali ini dalam hal biaya, energi, dan keselamatan, bukan hanya kinerja.
"Pada dekade berikutnya, ledakan arsitektur komputer baru Kambria akan terjadi, yang berarti masa-masa yang menyenangkan bagi para arsitek komputer di dunia akademis dan industri," mereka menyimpulkan di akhir artikel.