Что лучше — ARM или x86? Отвечаем на вопрос и делимся результатами бенчмарков
Вокруг ARM-процессоров много шума. Они востребованы не только у производителей смартфонов, но и у облачных провайдеров. В подборке собрали материалы с испытаний Ampere Altra™ от Selectel Lab. Вы узнаете о трудностях при работе с неадаптированной сборкой Arch Linux и будущем ARM в северном сегменте.
Используйте навигацию, если нет времени читать текст целиком:
Действительно ли за ARM-процессорами будущее?
У процессоров на базе x86 закрытые решения: невозможно получить доступ к информации об архитектуре и изменить существующую конфигурацию. ARM же, по сути, только ядро, причем в виде документации. Пользователь покупает систему команд и получает рекомендации, как и с какими конвейерами, системами питания и драйверами внешних интерфейсов ее использовать. А после — выбирает технический процесс и производителя. По сути, ARM — это некоторое спасение от вендорлока.
Перспективы развития ARM-процессоров
Серверные процессоры на базе ARM появляются не так массово, как чипы для мобильных устройств. Однако сейчас технологические компании вкладываются в разработку собственного оборудования. Так, Ampere активно продвигает свои процессоры, которые догоняют по характеристикам Graviton от AWS. Google и Microsoft переходят на разработку собственных чипов, снижая свою зависимость от Intel, а Amazon и Alibaba утверждают, что к 2025 году 25% всех новых инстансов будут на их собственных ARM-процессорах.
Какие сейчас основные трудности работы с ARM?
Проблемы с версиями VM и библиотек под ARM. Один из клиентов Selectel, который тестировал ARM, столкнулся с отсутствием в Arch библиотеки libc, которая поддерживает C++20, тогда как Arch на x86 содержит правильную библиотеку. Вопрос решили переходом на Ubuntu.
Поведение видеокарт с ARM нестабильно. Мы сталкивались с нестабильным поведением видеокарт и до конца не понимаем, как это решить. Поэтому пока клиенты с видеокартами останутся на x86.
Обгонят ли ARM-процессоры х86 по производительности?
Чтобы ответить на этот вопрос, мы взяли на изучение сервер GIGABYTE E252-P30 с 80-ядерным процессором Ampere Altra. Хотели убедиться, насколько ARM отвечает заявленным характеристикам, поэтому протестировали его и сравнили с сервером на процессоре от AMD (точнее на двух CPU) — c 64 ядрами в сумме.
В Selectel Lab мы не только тестируем железо, сравнивая заявленные характеристики с реальными, но и выясняем, насколько оборудование встраивается в общую систему дата-центров Selectel. Изучаем, получится ли у нас добавить необходимые нам автоматизации (например, автоустановку ОС) и будет ли оборудование эффективно с точки зрения потребления энергии.
Бенчмарки ARM
Мы провели тест на производительность с помощью Geekbench 5. На сервер решили установить Ubuntu, так как это наиболее частая в использовании ОС для ARM. В методиках испытаний использовали Ubuntu 22.04.01 LTS 5.15.0-50-generic aarch64 — свежий дистрибутив Ubuntu под архитектуру aarch64.
Что у нас в сборке:
- материнская плата GIGABYTE MP32-AR1-00
- процессор Ampere Altra Q80-30
- память: 16 x 16 ГБ Micron DDR4 3200 МГц ECC (256 ГБ)
- 2 SSD-накопителя Micron_5300 на 480 ГБ
- NVMe-диск на 1 ТБ M.2 SSD (GIGABYTE GP-AG41TB)
- три видеокарты Nvidia TESLA T4
Мы выяснили, что в однопоточном режиме процессор выдает низкие результаты. Зато в многопоточном демонстрирует высокую производительность. Так, ARM-процессор будет полезен в высокопроизводительных вычислениях, если для клиента это основная задача.
В Multi-core режиме ARM-процессор обгоняет x86 по всем критериям. Особенно это заметно в параметрах с параллелизацией задач. Тут работает закон «чем больше ядер — тем лучше». При этом предпочтение отдаются физическим, а не гипертрейдинговым ядрам, с которыми работает x86-архитектура. Поэтому в ряде критериев — например, гауссовском размытии, HDR, Camera и т.д. — ARM лидирует очень уверенно.
Мы также измерили скорость, энергопотребление и провели стресс-тест. Нам было важно узнать, подходит ли ARM-процессор от Ampere для эксплуатации в дата-центрах.
Реально ли добавить серверы на ARM в дата-центры?
Наша линейка серверов пополнилась конфигом Ampere Altra Max M128-30 с ARM-процессором внутри. Поскольку мы стараемся сдавать выделенные серверы быстро, на помощь приходит кастомная сборка Arch Linux для автоматизации процессов. Мы планировали настроить дистрибутив для ARM за две недели, но возникли проблемы.
Что не так со сборкой?
1. Разработчик продублировал большинство классов, поменяв переменные значения на необходимые для архитектуры aarch64. Из-за этого в сборке не было артефактов для загрузки сервера в режиме UEFI.
2. Мы хотели использоваться chroot с поддержкой кросс-архитектурной сборки, но утилита ломалась во время «добавления» пакетов «внутрь» образа.
3. Мы сильно кастомизировали наш служебный образ, поэтому не могли воспользоваться готовыми бинарными пакетами в репозиториях.
Как мы устранили проблемы
Модифицировали сборочные скрипты archiso-aarch64. А именно — изменили класс, который использовался при сборке образа под legacy-режим загрузки.
В часть, ответственную за сборку UEFI-артефактов, импортирован класс, отвечающий за упаковку ядра и initramfs. Мы добавили в строку 622 _run_once _make_boot_on_iso9660. Это позволило нам получить необходимые артефакты для сетевой загрузки.
Запустили GitLab-runners на Raspberry Pi 4. В качестве executor в GitLab-runner используется Docker. Это сильно отличается от сборки x86-образа, где используется libvirt и QEMU. Последняя работает пока крайне медленно в режиме эмуляции aarch64, поэтому необходим более простой в настройке исполнитель. Мы выбрали RPi4.
Переписали скрипт автотестов и временно отказались от некоторых фич для arm64. Например, автоматической прошивки материнских плат и периферии, а также автоматической настройки BMC.
Отвечая на вопрос в заголовке, реально! На первый взгляд задача кажется несложной из-за минимальных отличий между aarch64 и x86_64, но чем глубже погружаешься, тем больше открывается нюансов. Поэтому мы принимали решения через практические эксперименты и опирались на опыт наших коллег. Зато, если у вас есть похожая задача, вам не обязательно проходить весь этот путь самостоятельно.
Присоединяйтесь к бесплатному курсу Введение в ARM. Вы узнаете о том, как появилась ARM-платформа, посмотрите на сравнение процессоров, познакомитесь с практическим опытом наших специалистов.
Устали платить за ChatGPT-4? Мечтаете создавать приложения, игры и сайты, но не знаете программирования? Хотите автоматизировать рутинные задачи, но нет бюджета на дорогие инструменты? DeepSeek-R1 решит все эти проблемы — бесплатно, быстро и даже без интернета! В этой статье я расскажу, как использовать эту потрясающую нейросеть, чтобы воплотить в…
Собрали устройства с современными чипами, большим количеством портов и разъемов. То, что доктор прописал для большинства из нас. Эти модели идеально подойдут как для профессиональной работы, так и для мультимедиа или домашних развлечений. Посмотрим, что нам предлагают.
Родители должны оплачивать коммунальные платежи за детей до их совершеннолетия, даже если не живут вместе. Такое решение, приняла судебная коллегия Верховного суда РФ по гражданским делам.
В вынесенном определении говорится, что в случае, если собственником жилого помещения или доли является несовершеннолетний, то обязанность по оплате услуг ЖКХ суб…
Привет! Недавно я столкнулся с проблемой: мой проект на Node.js + PostgreSQL начал тормозить при росте пользователей. Приложение работало на shared-хостинге, но с увеличением трафика начались лаги, долгие отклики сервера и даже падения в часы пик. Решением стало переход на High-speed VDS.
Сегодня мы поделимся кейсом нашего клиента — IT-специалиста, который искал надежный сервер для развертывания интернет-магазина на ASP.NET Core с базой MS SQL. Ранее сайт работал на shared-хостинге, но при росте трафика начались проблемы: медленная загрузка, перебои в работе, ограничения по ресурсам. Было очевидно: проекту требовалась гибкая и мощна…
Делимся главными изменениями в продуктах за прошлый месяц.
✨ Байден и дата-центры на федеральных землях 🏛США запускают амбициозный проект по строительству гига-центров для ИИ, делая упор на чистую энергию и местные полупроводники. Но сталкиваются с серьёзной проблемой: большинство необходимых чипов не производится в стране. Это вызывает вопросы о зависимости от внешних поставок и устойчивости проекта в до…
Делимся главными изменениями в продуктах за прошлый месяц.
Когда чествуют успехи импортозамещения в ИТ, чаще всего говорят о софте. Российскому рынку удалось взрастить качественные облачные решения, CRM-системы, офисное ПО и т. д. Но как дела с аппаратным обеспечением? Что уже удалось сделать и каковы перспективы? Читайте в нашей статье!
Рассказываем, что за проект и кто стоит за его разработкой.
Вечная битва между arm и х86 😁
О, споры об iOS и Android теперь оставлены экспертам-третьеклассникам. Мужчины спорят о типах архитектур процессоров)))