SynQuacer E系列主板,用于具有32 GB RAM的ARM Cortex A53处理器上的24核ARM服务器, 2018年12月多年来,具有减少指令集(RISC)的ARM处理器一直主导着移动设备市场。 但是他们从未设法闯入数据中心,而采用x86指令集的英特尔和AMD仍然占据主导地位。 有时会出现某些特殊的解决方案,例如
基于Banana Pi平台的
24核ARM服务器 ,但目前还没有提供任何优惠。 更确切地说,直到本周才出现。
本周,AWS在云中发布了自己的64核
Graviton2 ARM处理器-一种带有ARM Neoverse N1核的片上系统。 该公司声称Graviton2在EC2 A1实例中比上一代ARM处理器快得多,这是第
一个独立测试 。
基础设施业务是数字的比较。 实际上,数据中心或云服务的客户并不关心处理器具有什么架构。 他们关心性价比。 如果在ARM上工作比在x86上工作便宜,那么将选择它们。
直到最近,还不能明确地说ARM的计算比x86的计算更有利可图。 例如,服务器端的24核ARM Cortex A53是
SocioNext SC2A11型号,价格约为1000美元,可以在Ubuntu上安装Web服务器,但性能却不如x86处理器。
但是,ARM处理器惊人的能源效率使您一次又一次地查看它们。 例如,SocioNext SC2A11仅消耗5瓦。 但是电力几乎占了数据中心成本的20%。 如果这些芯片显示出不错的性能,则x86将没有机会。
ARM的首次亮相:EC2 A1实例
在2018年底,AWS在其自己的ARM处理器上引入了
EC2 A1实例 。 当然,这是向行业发出有关市场潜在变化的信号,但基准结果令人失望。
下表显示了EC2 A1(ARM)和EC2 M5d.metal(x86)
的压力测试实例的
结果 。 为了进行测试,使用了
stress-ng
实用程序:
stress-ng --metrics-brief --cache 16 --icache 16 --matrix 16 --cpu 16 --memcpy 16 --qsort 16 --dentry 16 --timer 16 -t 1m
如您所见,除高速缓存外,A1在所有测试中的表现都较差。 对于大多数其他指标,ARM的收益很大。 这种性能差异大于A1和M5之间46%的价格差异。 换句话说,x86处理器上的实例仍然更具成本效益:
当然,微基准测试并不总是能客观地展现出来。 实际应用程序性能的差异很重要。 但是这里的情况并没有更好。 Scylla的同事将a1.metal和m5.4xlarge实例与相同数量的处理器进行了比较。 在用于以单节点配置读取NoSQL数据库的标准测试中,第一个显示每秒读取102,000次,第二次显示每秒610,000次,在两种情况下,所有可用处理器的使用率均为100%。 这相当于生产率下降了大约六倍,而这不能被较低的价格所抵消。
此外,与其他实例一样,A1实例仅在EBS上运行而不支持快速NVMe设备。
总的来说,A1是朝着新方向迈出的一步,但没有达到ARM的期望。
ARM的第二次亮相:EC2 M6实例
上周,AWS推出了新型的ARM服务器以及新的
Graviton2处理器(包括
M6g和M6gd)上的许多实例,一切都发生了变化。
这些实例的比较显示了完全不同的情况。 在某些测试中,ARM性能优于x86,有时甚至更好。
这是同一个压力测试小组的结果:
这是完全不同的问题:从Scylla NoSQL数据库读取时,M6g比A1快五倍,并且较新的M6gd实例运行快速的NVMe驱动器。
ARM全面进攻
AWS Graviton2处理器只是在数据中心中使用ARM的一个示例。 但是信号来自不同的方向。 例如,在2019年11月15日,美国初创公司Nuvia
筹集了5300万美元的风险投资资金 。
该初创公司由三位领先的工程师创立,他们参与了苹果和谷歌处理器的创建。 他们承诺为数据中心开发处理器,与英特尔和AMD竞争。
根据
现有信息 ,Nuvia从头开始设计了可以在ARM体系结构“之上”构建的处理器内核,但未获得ARM许可证。
所有这些表明ARM处理器已准备好征服服务器市场。 毕竟,我们生活在后PC时代。 X86的年出货量比2011年的峰值下降了近10%,而RISC芯片飙升至200亿。 如今,全球32%和64位处理器中有99%是RISC。
图灵奖得主约翰·汉尼西(John Hennessey)和大卫·帕特森(David Patterson)于2019年2月发表了一篇题为
“计算机架构的新黄金时代”的文章。 他们是这样写的:
市场解决了RISC和CISC之间的争端。 尽管CISC赢得了PC时代的后期阶段,但RISC赢得了后PC时代的到来。 几十年来,CISC没有新的ISA。 令我们惊讶的是,在发明发明35年之后,当今对于通用处理器的最佳ISA原则的普遍共识仍然是RISC的支持。在开源生态系统中,精心设计的芯片将令人信服地展示其成就,从而加快商业化实施。 这些芯片中的通用处理器原理很可能是RISC,它经受了时间的考验。 可以期待与上一个黄金时代一样的快速创新,但是这次是在成本,能源和安全性方面,而不仅仅是性能方面。
他们在文章结尾总结道:“在接下来的十年中,将出现寒武纪新计算机架构的爆炸式增长,这对学术界和行业的计算机架构师来说是令人振奋的时刻。”