Арм сервер что это

Серверы на ARM-процессорах. Грустное событие для Intel и х86 архитектуры

Когда мы говорим про рынок персональных компьютеров, первые имена, которые вспоминает большинство людей, это Windows и Intel, возможно, они идут в другой последовательности. Беспроигрышная связка Windows и Intel даже получила свое обозначение – Wintel, так как стратегически Microsoft шла рука об руку с Intel, их совместный продукт покорял один рынок за другим. Имя Intel на рынке компьютеров может считаться синонимом многих вещей, но главное, что это сердце почти любого компьютера, причем неважно, кто произвел процессор, сама компания Intel или ее прямой конкурент AMD, внутри все равно архитектура х86, которая создана компанией.

Пожалуй, можно смело сказать, что Intel многие десятилетия была той компанией, что определяла развитие рынка вычислений. Но ее время в этом качестве прошло, последний бастион в виде серверных архитектур де-факто пал вместе с анонсом процессора Grace от Nvidia, который основан на архитектуре ARM. Ирония этого события заключается в том, что именно Intel могла возглавить рынок процессоров для мобильных устройств, а затем вернуться с ARM-архитектурой в другие сегменты. Помните такой процессор, как Intel Atom, что создавался для смартфонов и других портативных устройств? Наверняка вы его забыли, а те немногие, кто им пользовался, в этот момент сдерживают себя, чтобы не выругаться. У Intel не получился мобильный процессор, так как компания с архитектурой х86 изначально ориентировалась на устройства, которые подключены к сети электрическим проводом. Появление ноутбуков привело к видоизменению х86 процессоров, они стали не такими прожорливыми, но это все равно были далеко не те мобильные устройства, которыми стали смартфоны.

В Intel искренне считали, что они на вершине мира, и для этого были все основания. Заблуждения компаний относительно своего положения на рынке и будущего всегда приводят к проблемам, вы могли убедиться в этом на примере Nokia, LG, Sony Ericsson и многих других, та же Apple сегодня идет ровно той же дорогой. Внутри Intel была компания XScale, которая создавала процессоры на ARM-архитектуре, и многие прочили ей светлое будущее, так как она могла занять огромную долю рынка в портативной электронике. Но в Intel решили, что негоже развивать чужую архитектуру, и, вооружившись напильниками, стали снимать лишнее со своих процессоров, чтобы те стали мобильными. Мне это всегда напоминало попытку превратить огромный грузовик в малолитражку, из него выкидывают кузов, кабину, не оставляют даже сидения. Меняют двигатель на небольшой, но оставляют раму и кучу ненужных креплений. Получившееся чудо-юдо гордо называют будущим автопрома, садитесь и езжайте. Динамика «малютки» как у грузовика, стиль вождения от грузовика и не нравится людям. Но вместо того, чтобы сделать какие-то выводы, в Intel тратят огромные усилия, чтобы доказать окружающим, что те просто не так воспринимают реальность. Никто не хочет спорить с Intel, партнеры кивают, но свои выводы делают.

В июне 2006 года Intel продает XScale за 600 млн долларов, это также заявление для команды разработчиков: у вас нет ни единого шанса не сделать мобильную архитектуру х86. Менеджмент Intel плохо понимает собственную компанию, возможности разработки и те задачи, что стоят перед ней. Начинается путешествие в ад разработчиков, когда не выдерживаются сроки, партнеры многократно пытаются продвигать Intel Atom, но каждый раз что-то идет не так. В конце концов за Intel Atom закрепляется слава бюджетного процессора для портативных компьютеров, ориентированных на тех, у кого нет денег на что-то нормальное. Это не просто компромисс, но компромисс с рядом оговорок. Фактически в Intel десять лет пытаются изобрести свой велосипед, но ничего дельного из этого не получается.

Взгляните, как развивались продажи процессоров на ARM-архитектуре, график говорит сам за себя.

К началу 2020 года в ARM вышли на продажи в размере 6.4 млрд процессоров за квартал! Причем рост продаж продолжается, так как вся электроника использует сегодня ARM-процессоры, от самых простых часов до смартфонов и даже компьютеров. Ярким примером являются MacBook и другие ПК от Apple на процессоре Apple M1. В Intel потеряли этот рынок, когда решили защитить свои наработки в х86, не помогать развивать конкурирующее решение. В итоге это решение развили другие, и Intel оказалась на обочине огромного рынка, который перекрывает весь рынок компьютеров вместе взятый.

Стратегия Intel в последние несколько лет выглядела удивительно. Компания вместо того, чтобы броситься в разработку ARM-процессоров, признать ошибки прошлого, пытается спасти архитектуру х86. Тут, конечно, самое время возмутиться, так как х86 процессоры в таком спасении не нуждаются, и это тоже правда! Для огромного количества задач и сфер применения в нашем мире нет альтернативы для х86 процессоров, они останутся востребованы долгие десятилетия. Но вот бизнес Intel будет страдать, так как альтернатива в виде ARM-процессоров уже здесь и они проникли во все сегменты рынка. Например, разработанный Nvidia процессор Grace для серверов основан на ARM-архитектуре (ARM v9), каждый суперкомпьютер на этих процессорах вычитает продажи х86 процессоров, ухудшает бизнес Intel. В компании разучились конкурировать на рынке, выгрызать свою долю в прямом столкновении, взлет того же AMD это хорошо доказывает.

Использование ARM-процессоров в серверах и суперкомпьютерах – это вовсе не экономия энергии (а они экономичны), а скорее дань архитектуре, ориентированной на AI-вычисления. Самые интересные алгоритмы и математические задачи решаются сегодня с помощью AI, обработки больших массивов данных, именно архитектура ARM ориентирована на этот тип вычислений. В то время как х86 процессоры универсальны, но не готовы к этому, а все попытки Intel соревноваться в этой области оборачиваются провалом.

У Intel будут отнимать рынок, в том числе в серверах и суперкомпьютерах, где она чувствовала себя неплохо. И это сильный удар, который оценили на бирже, посмотрите, как пошли вниз акции компании после анонса Nvidia Grace.

Это не говорит особо ни о чем, но косвенно указывает на настроение людей, мало кто верит в то, что Intel будет определять будущее вычислений, сегодня это, безусловно, компания ARM. И попытка Nvidia купить британскую ARM выглядит как попытка стать номером один в будущем мире, стать гигантом, который контролирует развитие человечества, и это ничуть не преувеличение. Хорошо, что даже сама ARM сопротивляется такой продаже.

Пока перспективой Intel становится контроль архитектуры х86, использование своих наработок там, где они востребованы. Но это больше не растущий рынок, а скорее медленно сползающий вниз сегмент. Никаких перспектив для роста продаж у Intel просто нет, компания постепенно становится специализированным производителем процессоров, который ориентирован на определенный круг задач. Переход Microsoft с Windows на ARM-архитектуру не за горами и ускорит эту тенденцию. Мы все чаще и чаще будем слышать, что ARM-процессоры нашли применение в той или иной области. И это нормально, так как они соответствуют современным задачам, тому, что нужно рынку (AI-вычисления везде без исключений за небольшие деньги). Даже стоимость ARM-процессоров ниже, чем у Intel-процессоров, хотя напрямую сравнить их невозможно, они слишком разные во многих аспектах.

Сказать, что Intel исчезнет, нельзя. Компанию будет трясти, она будет переживать далеко не лучшие времена и станет в конечном итоге заметно меньше, скукожится вместе с долей рынка х86 процессоров. У кого-то от этого разыграется ностальгия, но большинство людей на это просто не обратят внимания, так как у них будут в руках те же компьютеры с такими же приложениями. А главное, что совсем скоро смартфоны превратятся в аналог компьютеров, и это будет массовым направлением развития (что-то подобное DeX-режиму на смартфонах Samsung, когда ваш телевизор превращается в компьютер). И, конечно же, большая часть техники будет на ARM-процессорах, так как они уже победили Intel, которая все еще не может признать своего поражения. И единственным путем сохранения своей доли рынка у Intel является сегодня только один – примкнуть к ARM и выпускать свои решения на таких процессорах. То, чего Intel не сделала 16 лет назад и посчитала это тупиком для себя. Теперь нужно соглашаться совсем на других условиях, но хватит ли у них для этого духа? Скорее всего, хватит в момент, когда все станет еще хуже. А вы как считаете?

Что такое сервер arm? — определение из техопедии

Сервер ARM или сервер Advanced RISC Machine — это сервер, который использует процессоры или микросхемы ARM вместо традиционных процессоров класса x86. Это позволяет структуре сервера производить конкретные результаты с меньшими потерями энергии.

Техопедия объясняет сервер ARM

Использование чипов ARM в серверах основано на определенной теории проектирования компьютерного оборудования. RISC-машины — это машины с «сокращенным набором команд» с 32-битным сокращенным набором команд, который заменяет все возможности традиционного процессора. Используя несколько процессоров ARM, сервер ARM может эффективно полагаться на конкретные микросхемы ARM для выполнения определенных функций благодаря сборке самой микросхемы. Вычисления с сокращенным набором команд используются во многих других областях ИТ-индустрии, но для серверов ARM они специально применяются для производительности серверов.

Краудсорсинг: что это такое, почему это работает и почему оно не уходит

Кажется почти невозможным, чтобы что-то настолько простое могло выполнить задачи, которые когда-то были назначены сотрудникам, но в некоторых случаях краудсорсинг действительно работает.

Обзор и FAQ сервера на Kunpeng 920, Huawei Taishan 2280 V2

Чтобы взять на тестирование ARM-based сервер от компании Huawei, созданный на базе процессора Huawei с чипсетом Huawei и даже сетевой картой на NIC Huawei, я занимал очередь аж с конца августа. И только в декабре, в связи с близостью новогодних праздников, мне удалось урвать тестовый слот на 2 недели: тестовый парк Huawei Taishan совсем крошечный, а интерес к ним — огромный. Все хотят проверить, что это за новый зверь, который пришёл потягаться с Intel Xeon и AMD EPYC, и прежде всего, в очереди на тестирования рядом со мной толпились всякие ведомства, структуры и комитеты.

1. Почему?

Где-то там, в других странах говорят об экономии электричества и выбросах CO2, кто-то считает, что x86 себя изжил в современном cloud-мире, а в России смотрят на политическую обстановку. Как ни крути, но Intel и AMD — корпорации «Наших американских партнёров», и пресловутый «Дядя Сэм» в любую минуту не то что может вскрыть все закладки, находящиеся в процессорах и чипсетах, но и просто ограничить поставки технологий в нашу страну. Разумеется, что политика импортозамещения и построения суверенного интернета не могут строиться только на оборудовании Intel: как минимум — нужна диверсификация, а как максимум — использование альтернативных решений. Это всё очень серьёзно, как бы странно оно ни звучало, мы посвятили этому вопросу отдельную статью и более того — во всём мире просто гигантский спрос на «не-американское» защищённое от взлома и закладок «айти». Вот только предложения почти нет. А учитывая, что недавно Huawei обмолвился о желании вложить в обучение в России около 100 млн$, чтобы тренировать специалистов в области ARM и Cloud, уже понятно, что этой компании здесь все дороги открыты.

Сервер предоставлен компанией ELKO (https://www.elko.ru/):

ELKO Group – международный дистрибьютор ИТ-продукции и бытовой техники. Российское представительство ELKO Group ведет деятельность с 1995 года. Штаб-квартира представительства находится в Москве, региональные офисы в Санкт-Петербурге и Красноярске, логистические центры в Москве и Санкт- Петербурге. Интересы группы в России представляют компании ELKO Russia (ИТ-продукция) и Торговый Дом «Абсолют» (бытовая техника). Свыше 500 сотрудников представительства обеспечивают работу более чем с 10 000 клиентами и партнерами компании.

С другой стороны, Huawei TaiShan — это сервер от «наших китайских братьев». Им мы доверяем чуть больше, чем «американским партнёрам так как Huawei самостоятельно разработала свои процессоры и сетевые карты, то есть уровень локализации — огромный. И помимо политической воли и курса на импортозамещение, это «тёмная лошадка», которая способна выстрелить вверх, оставив где-то в прошлом всю эту мышиную возню Intel vs AMD, особенно в высокопараллельных нагрузках.

2. Много ли Тайшаней?

Да, Huawei решила охватить весь спектр серверного рынка, ну разве кроме блейдов и совсем уж бюджетки. Рассматриваемый Taishan 2280 V2 относится к классу универсальных серверов в оппозит HP DL380, но есть так же Taishan 5280 в 4U корпусе на 40 жёстких дисков, Taishan X6000 в Hi-Density корпусе на 4 ноды, анонсирован Edge-сервер (читайте что такое Edge вычисления ), и плюс к этому, компания переведёт на KunPeng свои системы хранения данных (читайте обзор Huawei OceanStor 2200 V3), которые сейчас используют процессоры Xeon.

То есть, Taishan — это не какой-то разовый, экспериментальный продукт, а уже готовый к внедрению ARM-based мир, на который вы можете переходить без оглядки на архитектуру x86, но мы всё равно будем раз за разом обращаться к совместимости с Intel/AMD.

3.Так что же за KunPeng такой?

Мы знаем про ARM процессоры, что они установлены в смартфонах, и сегодня ни у кого не возникает сомнения в их производительности и энергоэффективности. Я не возьму на себя смелость объяснять плюсы и минусы ARM-архитектуры перед x86, полагая что кто-то это уже сделал до меня или сделает вместо. Гораздо важнее, что x86 и ARM не совместимы, и грубо говоря, обычную Windows вы на KunPeng не поставите, и ваш старый Linux простым копированием файлов на новый сервер не перенесёте. Для некоторых отсутствие живой миграции ВМ c Intel на AMD — уже катастрофа (почему лишь для некоторых — читайте нашу статью), а здесь целый мир другой: вам придётся использовать ARM-версии ваших операционных систем и их программ, а некоторые компилировать заново… Закоренелые айтишники скажут, что с такой совместимостью у сервера на рынке шансов нет, и это похоронило в своё время Itanium и отбросило на задворки галактики IBM Power, но нет же: сообщество ARM растёт. Почему?

Потому что ARM в железе легко масштабируется. Сегодня Kunpeng — это до 64 ядер на одном процессоре, произведённом по 7 нм технологии, 8-канальный контроллер передовой памяти DDR4-2933, PCI Express 4.0, интегрированный 100-гигабитный сетевой контроллер с поддержкой RDMA, 64 Мб кэша L3, а завтра это можно будет взять и удвоить, ведь чиплетная конструкция на ARM архитектуре позволяет практически бесконечно масштабировать вычислительную мощность … чуть не забыл — в одном сервере может быть до 4 процессоров KunPeng. И да, если это имеет для вас какое-то значение — "китайские братья" обычно делают дешевле, чем "американские партнёры", поэтому при одинаковом количестве ядер Huawei Taishan должен быть дешевле, чем его аналог на Intel Xeon или AMD EPYC.

Но не спешите гнать лошадей, ведь на сегодня Kunpeng-ов как минимум — 7 модификаций, а на сайте Huawei информацию о них нужно искать «днём с огнём». Кстати, на всех чипах красуется логотип компании Hisilicon, на сайте которой информации ещё меньше. И даже то, что это – дочерняя компания Huawei выдают только копирайты внизу веб-страниц. Очевидно, это очередная политическая интрижка, лучший способ не увязнуть в которой — посмотреть на железо своими, ну или нашими глазами.

4. Каково качество Taishan 2280 v2 в железе

Я упомянул о том, что Huawei Taishan должен быть дешевле аналогов от HPE / Dell, но это вовсе не значит, что производитель будет экономить "на спичках". И если вы — тот сисадмин, который открывает каждый новый приходящий в эксплуатацию сервер, то первое, на что я обращаю ваше внимание — это на внимание к деталям. Вентиляторы тайваньской компании AVC имеют: а) горячую замену, б) антивибрационный подвес, в) шторочку, предотвращающую обратную циркуляцию воздуха при остановке. Ты ищешь к чему придраться, а придраться-то в общем не к чему, поэтому давайте вместо обычного описания внутренностей, ответим на частые вопросы.

Ну вот например, платы расширения в райзерах крепятся с помощью мягких поворотных защёлок, а сами райзеры устанавливаются в корпус, скользя по рельсам из порошкового алюминия. Можете вместо райзеров на PCI-E платы заказать I/O модули для установки сзади четырёх 2.5" SSD, если 6 слотов PCIe для вас — много. И если вы заинтересовались поддержкой PCI Express 4.0, то спешу вас обрадовать: все слоты в Taishan 2280 v2 имеют стандарт PCIe 4.0 16x (ну кроме слота, занятого мезонином RAID-контроллера).

5. Можно ли установить свои платы расширения?

Мне кажется, что сервер специально создавался для установки в него плат расширения.

По умолчанию в сервере доступны 5 слотов стандарта PCIe 4.0 16x полной высоты и длины. Мы ради эксперимента установили сетевую карту Intel X520-DA2 — она работала.

6. Поддерживает ли Taishan 2280 V2 установку GPU?

Только платы без внешнего питания, такие как Tesla T4. Для этого к двум PCI слотам райзера подводится дополнительное питание. Вообще, мощности маленьких 2-киловаттных блоков питания стандарта 80 Plus Platinum должно хватить минимум на 4 самые мощные платы, но вот беда — некуда подключить кабели дополнительного питания, да и нет их в комплекте, и в инструкции этот вопрос не поднимается. У Huawei есть свои акселераторы искусственного интеллекта, и возможно причина в этом, но в любом случае данный сервер не заявляется как GPU-совместимый.

7. Какие встроенные сетевые интерфейсы есть у сервера?

Huawei Taishan 2280 V2 имеет два слота для сетевых карт в формате мезонин, причём одна из них может меняться без доступа внутрь сервера (cold swap). В терминологии Huawei эти мезонины имеют наименование FlexIO, и на сегодня существуют два типа таких плат: 4-портовая гигабитная медь (модель TM210) и 4-портовая 25-гигабитная оптика (модель TM280).

У нас, как вы видите, установлена простая TM210, и ничего интересного она не представляет: горячей замены нет, в качестве чипов — унылый Realtek 8211.

8. Чьи чипы используются для высокоскоростных интерфейсов?

Нам на тестирование пришёл сервер с дополнительной сетевой картой, имеющей 4 порта по 25 Гбит/c. Наверное, будет излишне говорить, что информации по этому контроллеру с наименованием BC51ETHB нет никакой, и чтобы пролить свет, пришлось проверить маркировку процессора. Каково же было моё удивление, когда я увидел опять же детище Huawei, FPGA процессор HiSilicon I1822. Это тот же чип, что используется в контроллере Huawei IN200, который позиционируется компанией как Intelligent NIC, а не просто сетевая карта (читайте, чем отличается Intelligent NIC от сетевой карты).

Контроллер поддерживает RoCE, iWARP, SR-IOV и имеет следующие аппаратные разгрузки:

• VLAN offload
• Stateless offload (Checksum/TSO/LRO/RSS)
• VxLAN tunnel encapsulation/decapsulation offload
• OVS TC Flower offload

При интенсивном сетевом трафике, например на шлюзах безопасности, эта карта может снизить загрузку процессора на 15-20% и снизить задержку на 30%. Энергопотребление платы составляет до 15 Вт, и кстати сама карта поддерживается всеми операционными системами, включая VMware ESXi, Windows Server, RHEL, Ubuntu и другими.

9. За сохранность данных тоже отвечает Huawei?

Святая святых любого сервера, дисковая подсистема отданы во власть продукции LSI/Avago/Broadcom: активный бэкплейн и контроллер SAS3508 в виде мезонина, поддерживающий RAID вплоть до уровня 60 с бессмертным супер-конденсатором для защиты кэш-памяти и возможностью настройки через WEB-интерфейс. Контроллер может переключаться в режим JBOD для использования в программных хранилищах данных особенно с файловой системой ZFS. Плата Backplane так же использует процессор LSI, так что как и везде в серверном мире, здесь — ничего нового.

Носители имеют Vendor Lock, а в качестве OEM-ядра в них используется, в основном, HGST для HDD и Samsung для SSD, но не обязательно.

10. Что с памятью?

С памятью вообще всё интересно: здесь имеются 32 слота для модулей DDR4 DIMM ECC Registered с частотой 2933 МГц. Вы можете устанавливать плашки объёмом от 16 до 128 Гб, набирая сумасшедшие 4 Терабайта на одном хосте, но имейте в виду: все модули памяти должны быть одинаковыми по объёму, частоте и другим параметрам.

11. Можно заменить процессор, или купить 2-процессорный сервер с 1 CPU?

Нет, потому что процессоры Kunpeng 920 распаяны на материнской плате в количестве 2 штук. По маркировке Hi1620 можно догадаться, что перед нами 48-ядерный Kunpeng 920-4826. Он имеет 48 физических ядер, 46 Мб кэша L3, частоту 2.6 ГГц и TDP в районе 158 Вт. По этим параметрам китаец очень напоминает AMD EPYC, да только ещё больше.

Процессоры не поддерживают HyperThreading, поэтому 96 ядер означает 96 потоков. Между собой CPU связаны двумя шинами Hydra Link, каждая из которых имеет пропускную способность около 30 Гбит/c. Если вы переживаете, что этого не хватит для случаев, когда например виртуалка, прикрученная к ядру левого процессора работает с памятью, обслуживаемой правым, то можете в BIOS включить политику "One NUMA Per Socket", тогда гипервизор сможет рассматривать память и ядро как единый объект, на который и назначается ВМ. Кстати, очень круто, что это сделано в настройках сервера, а не на программном уровне: у VMWare есть отдельный кейс посвящённый тому, как они лечили эту проблему на процессорах AMD EPYC Napples.

12. У ARM-сервера есть BIOS?

Если вы переживали о том, есть ли в ARM-сервере BIOS, то выдыхайте с облегчением: есть. Не AMI и не Award, а собственный, и по серверным меркам — очень технологичный. Вы можете настраивать параметры PCI Express слотов, частоты опроса памяти, из общего интерфейса настраивать RAID-контроллер и прочие основные параметры.

Не забудьте сменить пароль для удалённого управления.

13. Удалённое управление есть?

Признайтесь, что непривычно лицезреть сервер без чипа ASpeed AST1500/2500, отвечающего за BMC, а всё потому, что здесь используется контроллер Hi1710 от той же Huawei.С точки зрения всяких там "антисанкций" — это идеально, потому что ASpeed — компания тайваньская, а Hisilicon — это тот же Huawei, и доверять управление сервером стороннему поставщику — небезопасно и непрестижно.

К тому же, мы "сами с усами", и у нас полноценный HTML5 интерфейс, которому (будем честны перед собой) до ASpeed-а всё же далековато: нет поддержки мобильных браузеров, нельзя подключать образ по CIFS/NFS, но правда есть и очень хорошие вещи, например, одновременная работа нескольких операторов с консолью, автоматические скриншоты и видеозапись ошибок и выбор роли пользователя BMC, а так же интеграция в домен.

В целом, по конструкции видно, что Huawei имеет большой опыт в производстве x86 серверов, и здесь компания просто реализовала свой потенциал, что читается буквально в каждой детали. И прежде чем мы оживим этого монстра, нажав виртуальную кнопку Power, давайте повторим что здесь из компонентов из какой страны. Учитывая, что всё производится в Китае, меня интересует к какой юрисдикции относится штаб-квартира разработчика того или иного устройства.

Юрисдикция штаб-квартиры разработчика

Процессоры / SoC

Дисковая подсистема

Сетевые интерфейсы

Удаленное управление iBMC

Конечно, мы который год в обзорах пишем, что пора переходить на SSD, но никогда ещё причина не была политической.

14. Есть ли софт для импортозамещения?

Нам на тест сервер поступил после ребят из Московского офиса Astra Linux. Эта операционная система на базе Debian создаётся, прежде всего, для государственных органов, а потому помимо обычной Linux для рядового госслужащего, у них есть и варианты для работы с гостайной, защищённые дистрибутивы, имеющие сертификаты ФСТЭК, ФСБ и прочих гос. органов. Совсем недавно на Astra Linux были переведены 30 тысяч компьютеров Росгвардии, так что этот российский разработчик ПО, можно сказать, находится на переднем фронте импортозамещения.

Александр Оружейников, руководитель департамента разработки ГК Astra Linux (https://astralinux.ru/):

Нам поступил в работу двухсокетный сервер TaiShan 2280 V2 высотой 2U на базе 64-разрядных процессоров Kunpeng 920 с архитектурой ARM64 (Aarch64) производства компании Huawei. Сервер был оснащен 128 ядрами, работающими с частотой 2,6 ГГц, и оперативной памятью 512 ГБ. Сервер заметно мощнее всего, что было от Huawei до этого и тем более от других производителей серверов на этой архитектуре.

Процессор Kunpeng 920 работает исключительно в 64-разрядном режиме и не поддерживает систему команд armhf, под которые уже была версия дистрибутива Astra Linux. Специально в короткий срок сделали новую сборку дистрибутива (релиз «Новороссийск»), который был успешно развернут на сервере и обеспечил функционирование всего оборудования. Приятная особенность новой техники от Huawei — переделан интерфейс удаленного управления — IPMI, который стал намного удобнее и технологичнее. Он написан на стандартном языке HTML 5 и с ним можно работать из-под любого современного браузера. И хотя процедура инсталляции для обычных пользователей и администраторов, привыкших к технике x86 и AMD64, несколько сложна и непривычна, но это будет не так существенно при OEM поставках операционной системы в составе TaiShan.

В целом, проверенный нами экземпляр вызывает самые лучшие ассоциации и его большие вычислительные мощности должны найти применение в различных автоматизированных информационных системах и ЦОДах с повышенными требованиями к производительности и распараллеливанию выполнения задач.

Astra Linux гордится тем, что их дистрибутив работает и на Xeon-ах, и на Эльбрус-ах, а теперь — и на Kunpeng-ах. Подобное решение из китайского ARM-сервера и российского противовзломного ПО выглядит уже не как бета-версия, а как готовый продукт, защищённый и с технической и с политической точек зрения, соответствующий приказам регулятора, курсу партии и требованиям ведомств. Разобравшись с ПО для импортозамещения, перейдём к прикладным задачам в том же формате вопрос-ответ.

15. Какой Linux устанавливается на сервер?

Практически все серверные дистрибутивы имеют версию под ARM64, именуемую "aarch64". Почти все те же самые пакеты, что доступны для версии AMD64, скомпилированы и под ARM64, устанавливаются теми же командами из репозиториев. Для тестирования я использовал Debian 10, установка которого совершенно не отличалась от инсталляции на другое железо: все сетевые интерфейсы подхватываются без проблем, так что можно использовать Netinstall дистрибутив.

16. Что из софта доступно?

Я люблю Debian за то, что у него на сайте есть список доступных пакетов с указанием архитектур, под которые они скомпилированы, так что вы заранее ещё до покупки сервера можете посмотреть — есть ли нужный вам софт в репозитории, или можно ли его скомпилировать из исходников? Сразу после установки ОС, я поставил: Webmin и Cockpit для удалённого мониторинга, MariaDB, QEMU-KVM для виртуализации с управлением через GUI и Jupyter для запуска Python-блокнотиков и Git для доступа к самой большой в мире библиотеке исходных кодов.

То есть, важно понять: такие базовые компоненты Enterprise-дистрибутивов, как СУБД, удалённое управление, Web-сервер и виртуализация, отлажены и работают так, что вы не заметите разницы с x86: те же команды, те же конфиги.

17. С каким софтом есть проблемы?

С научным софтом, разрабатываемым "не-сообществом". Ну вот например, начинаем с Tensorflow: да, его нет под ARM64, но на сайте разработчиков есть инструкция как скомпилировать его из исходников: это всего 3 команды и 5 минут в консоли, но как только вы начнёте устанавливать библиотеки через pip, то здесь вас и будут поджидать проблемы: что-то нужно ставить с Github, что-то искать в исходниках и компилить, если найдёте. Такого прекрасного менеджера окружений, как Anaconda под ARM64 нету вообще, и в итоге библиотеки Keras, включая matplotlib, pandas и другие при установке сыпят ошибками.

Конечно, весь софт в рамках обзора не проверить, и обо всём не рассказать, но вы должны понять, что для работы какого-то ПО, не входящего в состав linux-дистрибутива, лучше добавлять уровень абстракции и использовать сторонние сборки, если есть. И вот здесь впервые за всё знакомство с сервером Taishan я встречаю серьёзный недостаток всего этого проекта: у Huawei нет никакого сервиса или мини-маркета вроде Bitnami, из которого можно было бы скачать упакованные в контейнер или виртуалку приложения.

18. Что с виртуализацией?

Компания VMware в октябре этого года показывала работу ESXi на архитектуре ARM, но пока что это дела далёких перспектив, а на сегодня виртуализация работает только под Linux, и без эмуляции x86/AMD64. Это означает, что внутри ВМ вы можете установить только операционные системы под ARM64, и у вас не будет совместимости со стеком на базе Intel/AMD.

Скажем так: не очень хорошо, потому что гипервизор не имеет эмуляции x86, а значит виртуализировать-то вы можете, но все ваши ВМ будут иметь архитектуру ARM64. Проще говоря, Windows через гипервизор вы не установите, совместимости со стеком на базе Intel/AMD не получите, так что либо вам предстоит строить замкнутый кластер на архитектуре aarch64/ARM (а мы знаем, что профессионалы именно так и строят свои ЦОДы), либо использовать контейнерную виртуализацию, а под KVM запускать поды для docker.

19. Что с контейнерами?

Всё прекрасно: Docker устанавливается одинаково и под x86, и под ARM64. Используя Portainer, я объединил в одном интерфейсе сервер на AMD EPYC и наш тестовый Huawei Taishan 2280 v2, чтобы показать визуально, что у вас может быть общий интерфейс для управления вашими контейнерами под любой платформой. Правда, перенос image-файлов между AMD64 и ARM64 не осуществить, но вы можете самостоятельно упаковать ваше приложение в docker образ и сконвертировать его под любую архитектуру.

Если глубоко гуглить, то можно найти, что людям удаётся построить (пример 1, пример 2) общий кластер с хостами на x86 и ARM64, но в основном речь идёт о Raspberry Pi и ТВ-боксах. Если же не ставить перед собой цель именно подружить архитектуры из разных эпох, то можно не заморачиваться и оставить всё как есть.

Я думаю, излишне будет говорить, что и Nginx, и Redis, и MySQL/Mariadb, и даже готовые образы WordPress/Drupal/Joomla устанавливаются в один клик.

20. Что со скоростью?

В той или иной степени, производительность всех современных CPU в типичных задачах сопоставима, и в своём классе Kunpeng 920 ориентируется на нишу топовых процессоров Intel и AMD с 48 ядрами и больше. У нас нет под рукой 2-процессорного сервера, чтобы поставить лицом к лицу ARM архитектуру и x86, есть только 32-ядерный AMD EPYC 7551p, который мы можем задействовать просто для того, чтобы понять, можно ли сравнивать AMD64 и ARM64 по скорости?

И конечно мы заранее просим прощения у тех, кто ждал войнушку типа "Intel vs Huawei", но уже многократно доказано, что в серверном сегменте версия ПО оказывает на производительность большее влияние, чем архитектура и модель процессора. Но поскольку среди моих коллег имеется абсолютное непонимание скоростных перспектив ARM64, наши тесты покажут, на что вы можете рассчитывать, приобретая эти серверы.

Конфигурация тестового стенда:

• 2x KunPeng 920 (48C, 2.6 GHz)
• 512 Gb RAM DDR4-2933
• 2×480 Gb SSD

• Процессор: AMD EPYC 7551p
• Охлаждение: Noctua NH-U9 TR4-SP3
• Материнская плата: ASRock Rack EPYCD8-2T
• Память: 48 Гб Transcend DDR4-2400
• SSD: Transcend TS1TSSD230S

• Debian Linux 10
• Redis Server 5
• MariaDB 10.3
• Sysbench

Давайте возьмём две базы данных: на 100 тысяч и 10 миллионов записей и сравним поведение машин в одинаковых условиях, что позволит немного экстраполировать результаты под ваши нужды.

С ростом числа потоковых соединений к базе, Taishan 2280 v2 начинает уходить в отрыв, и я не сказал бы, что дело в числе физических ядер (96 у Huawei против 32 у EPYC), ведь даже на 16 потоках разница почти двукратная. В 1-поточном режиме мы данные рассматривать не будем, как не имеющие какого-либо значения.

По числу транзакций в секунду разница в скорости становится большей с ростом числа потоков и увеличения датасета.

В нереляционной базе данных уже разница менее заметна, что ещё раз подтверждает тезис, что “не в процессорах сила есть, а в коде программном!” Но суммарно можно сказать, что производительность ARM-серверов вполне себе сопоставима с аналогичными x86 машинами с тем же числом ядер. В каких-то определённых сценариях ARM может давать прорыв, а в каких-то — x86.

21. Что по деньгам?

Буквально в каждом анонсе, касающемся серверов на ARM, проскакивает абзац о том, насколько они выгодны с точки зрения CAPEX и OPEX, так давайте используем розничный GPL и посчитаем, насколько Huawei Taishan 2800 V2 выгоднее своих конкурентов на Intel и AMD? На сегодня в открытой продаже у Intel есть только процессоры до Xeon Platinum 8180, но чтобы сравнение было честнее по рабочей частоте, мы будем использовать Xeon Platinum 8180 (2.5 ГГц, 28 ядер), то есть держим в голове, что в случае с Intel у нас почти в два раза меньше физических ядер. С AMD та же ситуация: у HPE на текущий момент нет моделей с EPYC Rome, так что мы ограничены первой серией процессоров, имея на борту 64 ядра. Кроме того, мы откажемся от продукции из США и возьмём пару SSD, без жёстких дисков.

ARM серверы подходят для облачного хостинга лучше чем x86? Проверим

Если вам нужна была высокая производительность, то вам нужно было выбирать процессор на x86 для своих решений. В последнее время, все больше и больше говорят о закате архитектуры x86 и переходе на ARM. В прошлом году компания Apple впервые представила Mac на процессорах ARM. Но подойдет ли процессор ARM для дата-центров, сможет ли ARM навсегда отправить x86 на скамью запасных?

Смена парадигмы

Когда массовые пользователи стали использовать смартфоны и планшеты, стало очевидно, что процессоры x86 от Intel, AMD и VIA просто не подходят для этих задач. Набор инструкций Intel по-прежнему не является популярным выбором для мобильных процессоров, хотя инженеры пытаются это изменить. В любом случае, когда дело доходит до рыночного сегмента, x86 не так эффективен, как другие архитектуры, а именно процессоры, основанные на 32-битных наборах команд ARMv7 и 64-битных ARMv8 от ARM.

За последнее десятилетие, и особенно за последние пять лет, процессоры ARM заняли доминирующее положение в мире смартфонов и планшетов. Процессоры ARM предлагают лучшую производительность на ватт, их дешевле проектировать, разводить на плате и развертывать. Крупные компании могут покупать дополнительные блоки (IP-ядра) для ARM процессора, такие как модемы, графические ускорители, и разрабатывать свои собственные на базе ARMv7 или ARMv8.

Это побудило некоторых разработчиков разрабатывать свои собственные кастомные ядра процессора ARM. Компании Qualcomm и Apple стали лидерами разработки System-on-Chip (SoC), разработка сложных и нестандартных ядер процессора сыграла решающую роль в их успехе. Однако кастомные ядра ARM использовались только для высокопроизводительных систем, в то же время остальной рынок использовал стандартные ядра ARM.

Одной из предпосылок успеха ARM была неудача Microsoft на рынке смартфонов и планшетов

Казалось бы связку Windows+Intel (Wintel) ничего не могло разорвать. ОС Windows с процессором Intel надежно доминировала на рабочих столах корпоративных и домашних столах пользователей. Microsoft долгое время развивала платформу Windows Mobile, основанной на Windows CE, предназначенной для встраиваемых систем от POS-терминалов до одноплатных компьютеров в промышленности. Windows CE работала только на RISC-архитектуре.

Когда на сцену вышел Android от Google, стало понятно что платформа Windows Mobile безнадежно устарела. Взамен дорогих смартфонов на Windows Mobile пришли более дешевые смартфоны на Android, вплоть до кустарных китайских, которые делались на коленке. Именно открытость платформы, развитые сервисы Google, низкая цена устройств, сделали процессоры ARM массовым продуктом.

Пытаясь прыгнуть в уходящий поезд, Microsoft анонсирует разработку новой платформы Windows Phone, взамен Windows Mobile. В 2015 году по данным IDC доля смартфонов Windows Mobile не превышала 2,2 процента. Разочарованными таким поворотом, Intel пытается выйти на рынок смартфонов с ОС Android. К этому времени ведущие производители смартфонов уже построили свой бизнес на использование ARM процессоров. Никто из производителей смартфонов не хотел связываться с Intel из-за больших рисков использование процессора x86 в смартфонах. На тот момент Google Play Store содержал программы только для ARM архитектуры. Энергопотребление смартфонов на Intel Atom было существенно выше, как и конечная цена для потребителя. По итогу было выпущено несколько смартфонов, но они не получили никакой особой популярности. К концу последнего десятилетия стало очевидно, что Microsoft и Intel уступили этот прибыльный рынок ARM, Google и Apple. К сожалению руководство компаний так и не смогло вовремя распознать потенциал смартфонов и планшетов.

Тем не менее, мобильная связь — не первый и не единственный сегмент рынка, который стал свидетелем провала Microsoft. Другой — рынок серверов. На первый взгляд, смартфоны и центры обработки данных не имеют много общего, но с технологической и деловой точки зрения они частично совпадают.

Независимо от того, разрабатываете ли вы смартфон или сервер, вам необходимо выделить сходные аспекты вашей аппаратной платформы, такие как энергоэффективность, низкое тепловыделение, соотношение производительность/цена и т. д. Самое главное, что вам действительно не нужен процессор на базе x86 для смартфонов и многих типов серверов. Благодаря неудачам Microsoft в этих сегментах рынка не доминирует Windows. Вместо этого используются операционные системы на основе Linux/Unix: Android, iOS и другие различные дистрибутивы.

Почему серверы ARM с самого начала казались хорошей идеей?

В настоящее время используется несколько миллиардов смартфонов и планшетов, работающих на процессорах ARM. Помимо использования в мобильных устройствах ARM процессоры используются в куче других устройств: маршрутизаторах, телевизионных приставках и смарт-телевизорах, умных часах, некоторых игровых устройствах, автомобильных информационно-развлекательных системах и т.д.

Не смотря на такую популярность, встретить ARM процессоры в других сегментах рынка сложно. Когда заходит разговор про сервера то обычно идет речь про x86 Xeon от Intel и AMD соответственно.

Так чем же ARM сервера лучше x86? ARM сервера дешевле обходятся. Этот тезис можно изложить по пунктам:

• Лучший показатель производительность/цена
• Проще масштабировать нагрузку
• Конкуренция и выбор ARM процессоров от различных производителей
• Доступна возможность интегрирования любого вычислительного блока в процессор, например размещение FPGA.
• Отличный способ сократить зависимость от Intel.

ARM сервера могут оказаться значительно дешевле, чем их аналоги на базе чипов Intel и AMD x86.

Использование устаревших x86 процессоров неэффективно с точки зрения энергозатрат. Потребляют и выделяют столько же энергии сколько и более производительные. Когда дело касается домашнего компьютера или офисного ПК тепловыделение не является большой проблемой. Но при проектирования центра-обработки данных прежде всего необходимо оценить TDP (thermal design power — конструктивные требования по теплоотводу, требования по теплоотводу). Потому что сервера с низким показателями TDP дешевле обходятся и проще обслуживать.

Сколько ядер достаточно для процессора?

Всего десять лет назад многоядерные процессоры x86 использовались в компьютерах и серверах, но теперь вы можете получить четырехъядерные процессоры Intel Atom (x86) в планшетах за сотню долларов.

До появления многоядерных процессоров была эпоха гонки частот. Для увеличение производительности повышали частоту работы процессора. Это приводило с существенному увеличению потребления электроэнергии и увеличению тепловыделения. В конечном итоге был достигнут потолок при котором дальнейшее повышение частоты работы процессора приводило к невозможности отведения тепла не выходя за стандартные разумные габариты систем. При большом тепловыделение можно перейти на жидкостное охлаждение или на охлаждение жидким азотом, но вряд ли такой подход может стать массовым.

Эпоха Гигагерц сменилась эпохой Многоядерности. Как оказалось, с технологической и финансовой точки зрения построение многоядерных систем лучше чем поднимать частоты работы процессора.

Намного проще распределить нагрузку на несколько меньших и более эффективных ядер процессора, чем разработать одно огромное ядро, способное работать на высоких частотах. Многоядерный подход обеспечивает превосходную эффективность и проще в дизайне микросхемы.

Многопоточность: серверные процессоры ARM могут состоять из большего количества физических ядер по сравнению с процессорами Intel x86.

С точки зрения наращивания количества ядер, ARM архитектура обладает гигантским потенциалом, возможно создание процессора ARM с 128 или 256 ядрами. x86 не обладает таким впечатляющим потенциалом. Это правда не означает что такие процессоры появятся у нас завтра, т.к. в данном случае ограничивающим фактором является пропускная шина данных.

Свой первый серверный процессор Qualcomm сделала с 24 ядрами ARMv8, и дала понять что в будущих моделях будет еще больше ядер. Qualcomm не единственная компания выпускающие процессоры ARM для серверов. Такие производители, как Broadcom, Calxeda, Cavium Networks и Huawei HiSilicon, также работают над серверными решениями на базе ARM. Nvidia и Samsung, два тяжеловеса в бизнесе SoC и GPU, также ведут разработку.

Что такое кастомные ядра ARM?

Рассмотрим различия не с точки зрения наборов инструкций x86 и ARM, а с точки зрения бизнеса. Наибольшая разница между Intel, AMD и ARM заключается в принципиально другой бизнес-модели. За годы развития, подход ARM к маркетингу и лицензированию своей технологии не изменился.

Рассмотрим технологический процесс изготовления процессоров Intel. Intel процессор разрабатывается с использованием наборов инструкций Intel. Далее, он производится на одной из фабрик Intel, упаковывается и поставляется с брендом Intel Inside. Это может показаться простым, но нужно не забывать о миллиардах затраченных на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) на протяжении десятилетий.

А как насчет процессоров ARM? ARM — это не производитель микросхем, а компания занимающаяся разработкой и проектированием ARM ядер, поэтому вы нигде не увидите процессоры под этим брендом. ARM продает нечто гораздо более интересное: интеллектуальную собственность. Это означает, что клиенты ARM могут выбрать любой из множества различных планов лицензирования и начать создавать свои собственные процессоры. Большинство из них выбирают собственные разработки ARM (процессоры серии Cortex, графические процессоры серии Mali), поэтому они платят лицензионный сбор за каждое производимое ядро ​​CPU/GPU.

Однако не всегда клиенту необходимо лицензировать готовые процессоры; вместо этого он может лицензировать набор архитектуры и разработать собственное ядро ​​на основе набора инструкций ARM. Это то, что делает Apple. Они используют набор инструкций ARMv8 для создания больших и мощных 64-разрядных ядер процессора для своих устройств.

Спроектировать собственное ядро процессора непросто. Поэтому большинство компаний вместо этого используют стандартные ядра ARM Cortex (например 64-разрядное ядро ​​Cortex-A76 может использоваться в серверной среде).

Важно отметить, что чипы на базе ARM разрабатываются индивидуально, а ядра процессора, используемые в большинстве, — нет.

Подавляющее большинство процессоров ARM основываются на стандартных ядрах ARM (процессоры Cortex), а не на пользовательских ядра процессора. Производители конечного процессора могут выбрать любое из ряда ядер ARM, сторонних графических процессоров и других компонентов и адаптировать процессор в соответствии со своими потребностями без необходимости разрабатывать собственное ядро ARM. Это достаточно дешевый способ сделать архитектуру более гибкой, и он больше связан с политикой лицензирования ARM, чем с разработкой.

Также важно отметить, что такие будущие серверы ARM, основанные на 64-битной архитектуре ARM, обладают таким же набором периферийных устройств как и x86 процессоры. Уже многие процессоры ARM поддерживают различные интерфейсы такие как: PCIe, SATA, NVMe и т.д.

Процессоры ARM Neoverse для дата-центров

Компания ARM активно расширяет сегменты использования своих процессоров. Так желая потеснить лидерство Intel в сегменте высокопроизводительных систем, ARM разработала процессор ARM Neoverse предназначенный исключительно для дата-центров. В основе процессора лежит ядро Cortex-A76, частота работы до 3 ГГц (на практике до 2.6 ГГц). Дизайн процессора представлен двумя вариантами: Neoverse N1 и Neoverse E1. Ожидается что в 2021 году, фабрики выпускающие процессор Neoverse, перейдут производство с 7 нм на 5 нм.

Основой SoC на ядрах Neoverse N1 является Component Aggregation Layer (CAL). Он предназначен для работы в ячеистой топологии и содержит два интерфейса. Первый интерфейс обращен к сетевому уровню, состоящему из многочисленных пересечений XP (Crosspoint) ячеистой сети, которые представляют собой коммутаторы или роутеры. Второй интерфейс CAL обращен к кэшу System Level Cache. Mesh-сеть работает на 2/3 частоты ядер CPU и оптимизирована под минимальные задержки. Пропускная способность по сравнению с Cortex A72 была увеличена более чем в два раза.

ARM на основе Neoverse N1 предлагает различные эталонные платформы. Дизайн N1 Edge ориентирован на сетевые и облачные решения, системы хранения данных. Здесь ARM использует до восьми ядер Neoverse N1. Дизайн N1 Hyperscale призван показать полный потенциал архитектуры. Здесь используются уже от 64 до 128 ядер N1 в ячеистой топологии 8×8. Объем System Level Cache составляет 64 или 128 Мбайт. Также доступны 128 линий PCI Express 4.0 и 8-канальный интерфейс памяти.

Материнская плата с ARM Neoverse N1 для проведения тестирования и оценки возможностей платформы.

Подобная SoC: блоки «CPU tiles» или плитки состоят из двух ядер N1 каждый. Восемь подобных плиток формируют «Super Tile». В итоге мы получаем строительные блоки дизайна N1 Hyperscale, в котором может насчитываться до 128 ядер. Mesh-сеть будет работать на частотах между 1,8 и 2,2 ГГц. Если данный уровень составляет 2/3 от частоты ядер, то в случае последних мы получим от 2,4 до 3,0 ГГц.

Построение ячеистой структуры ARM Neoverse N1.

Подобная SoC будет потреблять 105 Вт (в варианте с 64 ядрами). Впрочем, в зависимости от сценария, она может значительно обгонять процессоры Intel и AMD с 28 и 32 ядрами по производительности, так что эффективность должна быть выше.

Процессор Neoverse E1 прежде всего ориентирован на максимальную производительность, ARM поставила в приоритет обработку больших массивов данных. Мы получаем первый серверный процессор ARM с поддержкой SMT (Simultaneous Multi Threading).

Дизайн ARM Neoverse E1.

Система кэшей и блоков выборки была изменена с учетом выполнения нескольких потоков одновременно. Дизайн Neoverse E1 предусматривает до 16 ядер на SoC. Теоретически возможно и больше, но многие компоненты и кэш System Level Cache ориентированы на работу с кластером 2x 8 ядер. Подобный процессор работает с памятью DDR4-3200 по двухканальному интерфейсу. Энергопотребление всей SoC составляет меньше 15 Вт, причем самим ядрам требуется только 4 Вт — что еще раз показывает, что значительный вклад в бюджет энергопотребления вносят другие компоненты, подобные сетевым интерфейсам.

Neoverse E1 и Neoverse N1 показывает весьма серьезные амбиции ARM по завоеванию серверного рынка. ARM не собирается довольствоваться нишевым сегментом, компания планирует конкурировать с Intel и AMD. Та же Huawei за последние месяцы наглядно показала, что разработка собственных серверных процессоров на дизайне ARM является весьма перспективным направлением. ARM преобразовала дизайны Cortex в специализированные серверные платформы Neoverse E1 и Neoverse N1.

В следующие два года нас ждет интересная битва концепций. Но серверный рынок довольно инерционный, и на замену платформ может уйти несколько лет.

Отчет компании Forrester об эффективности перехода на ARM Neoverse

В середине прошлого года исследовательская и консультационная компания Forrester, по заказу ARM, представила отчет об оценки финансовой выгоды перехода на процессоры Neoverse. Чтобы лучше понять преимущества, затраты и риски, связанные с миграцией, Forrester провела интервью и опросила нескольких клиентов которые используют Neoverse, а также двух связанных поставщиков облачных услуг.

Переход на ARM сервера.

• Первоначальные затраты на построение инфраструктуры снижаются на 30–60%. Благодаря компактным форм-фактором ARM модулей, и снижению тепловыделения по сравнения с x86, можно можно существенно увеличить плотность ядер ARM на сервер. В результате уменьшается количество серверов, которые необходимо установить. Кроме того, оборудование на базе архитектуры ARM на 20% дешевле.
• Операционные затраты снижаются на 10-15%, т.к. сервера на ARM требуют меньшего охлаждения, и их количество меньше.
• Переход на облачную инфраструктуру под управлением процессоров ARM экономит до 80% средств

Сравнение финансовых затрат использование ARM и x86 серверов.

По итогу 3 лет владения ARM серверами, можно достичь 40% экономии финансовых средств, что весьма неплохо для мотивации перехода крупных ИТ компаний.

Процессоры ARM лучше подходят для специализированных корпоративных приложений

Что касается разработки корпоративных приложений, то вся оптимизация исполнения сводится к более лучшим алгоритмам. Например, если необходимо более быстро производить поиск текстовой информации, то применяются индексы, различные алгоритмы. Так или иначе в увеличение быстродействия есть определенный потолок, а новые алгоритмы достаточно сложно придумать. Все это верно в архитектуре существования x86 процессоров.

Если взять ARM процессор, то мы можем добиться лучших результатов путем перемещение логики ПО в «железо». Алгоритм будет выполнятся не на процессоре общего назначения, и на специальном сопроцессоре работающем в тандеме с основным ядром ARM. Одним из примеров является компания Google, которая разработала свой дизайн серверов. А так же специализированные сервера Amazon для услуг хостинга.

AWS Graviton — специализированный процессор для Amazon Web Services

Amazon стала одной из первых компаний решившей разработать процессоры «для себя». Новые процессоры должны были заменить решения на x86, в части некоторых сервисов.

Процессоры AWS Graviton созданы по оригинальной разработке Amazon с использованием 64-битных ядер Arm Neoverse и обеспечивают оптимальное соотношение цены и качества для облачных нагрузок Amazon EC2.

Процессоры AWS Graviton первого поколения используются для инстансов Amazon EC2 A1 – первых в мире инстансов AWS на базе архитектуры ARM. Эти инстансы позволяют значительно сократить затраты на другие инстансы общего назначения для горизонтально масштабируемых приложений, таких как веб-серверы, микросервисы на базе контейнеров, средства обработка данных журналов, а также других рабочих нагрузок, для управления которыми можно использовать меньшие ядра и доступные объемы памяти.

Процессоры AWS Graviton2 по сравнению с процессорами AWS Graviton первого поколения отличаются более высокой производительностью и расширенными возможностями. Они используются для работы инстансов Amazon EC2 T4g, M6g, C6g и R6g, а также их вариантов с локальным SSD‑хранилищем на базе NVMe, которые обладают увеличенной на 40 % производительностью (по сравнению с аналогичными инстансами текущего поколения на базе архитектуры x86) и предназначены для самых разнообразных рабочих нагрузок, в том числе запуска серверов приложений, микросервисов, высокопроизводительных вычислений, автоматизации проектирования электроники, игровых приложений, баз данных с открытым исходным кодом и кэширования в памяти.

SoC AWS Graviton2.

Инстансы на AWS Graviton2 использует компания компания Snap Inc, известный поставщик сервисов для социальных сетей, таких как Snapchat и Bitmoji. По заявлению инженер-программиста компании, переход на инстансы C6g на базе Graviton2 позволил уменьшить загрузку CPU примерно на 10 % за счет лучшей производительности.

Переход на инстансы M6g на Graviton2 позволили крупнейшему онлайн кинотеатру Netflix увеличить производительность java-приложений до 50% по сравнению с инстансами на M5 (Intel Xeon Scalable или AMD EPYC).

ARM сервера, за и против

ARM сервера как правило используются в небольших нишах и не подходят для небольших команд разработчиков, которые могут работать с любым сервером. Малый бизнес скорее всего выберет x86 сервер, чем сервер на ARM. Мало того, при построении небольшой системы конечная стоимость серверов на x86 и ARM будет практически сопоставима.

Однако, не смотря на это, выгода использования ARM серверов будет следующей:

• Совокупная стоимость владения на протяжение длительного периода времени будет меньше за счет снижение затрат на оборудование и электроэнергию.
• Гибкое наращивания функциональных модулей.
• Возможность перейти на новые технологии и отраслевые стандарты за счет более быстрого выхода ARM процессоров на рынок по сравнению с x86
• Лучше масштабируется нагрузка
• Потенциал выбора лучшего предложения за счет большей конкуренции и разнообразия продуктов, чем на рынке x86.

• Не всегда доступно необходимое ПО под архитектуру ARM
• Пока мало предложений для выбора
• Существенно меньше специалистов на рынке труда
• Сложно осуществлять миграцию с x86

Еще одна очевидная проблема — поддержка устаревшего программного обеспечения. С одной стороны хорошо когда компания развивает продукт и может его в дальнейшем перенести на ARM архитектуру. Но что делать если используется продукт от компании, которая уже не существует на рынке, или поддержка продукта прекращена.

Многие разработчики ПО по отношению к ARM архитектуре занимают выжидательную позицию, т.к. пока нет запросов от крупных клиентов на поддержку ARM.

А как насчет этих старых привычек? У программистов принято, раз работает нормально, не трогай. Поскольку серверные технологии развиваются не быстро, люди склонны придерживаться проверенных платформ, а именно оборудования x86. Поэтому любое использование серверов ARM создает лишний риск, и для перехода потребуется изрядная смелость и уверенность.

На правах рекламы

Наша компания предлагает в аренду серверы с современными процессорами от Intel и AMD под самые разнообразные задачи. Эпичные серверы — это VDS с AMD EPYC, частота ядра CPU до 3.4 GHz. Максимальная конфигурация — 128 ядер CPU, 512 ГБ RAM, 4000 ГБ NVMe. Создайте свой собственный тариф самостоятельно в пару кликов!