Dell готується до приходу процесорів ARM в сервери (частина 3)

    

Мозаїка починає складатися

У двох попередніх частинах матеріалу ми розглянули історію і проблематику питання. У першої частини — славний шлях і особливості архітектури процесорів ARM, а під другий — сучасні виклики HPC і позиціонування ARM на цьому ринку. На даний момент, до виходу на ринок готових рішень від Dell, в заключному матеріалі циклу пригадаємо кілька недавніх новин, в яких зараз простежується чітка тенденція.
 
 
ARM
Компанія, що чиє ім'я стало прозивним, займається проектуванням і розробкою готових рішень на базі RISC-архітектури. Вона поставляє на ринок не тільки дизайн процесорних ядер, але й повну екосистему для використання їх практично для будь-яких потреб. Є найбільшим утримувачем пакета ліцензій на процесори RISC і все, що з ними пов'язано.
 
В даний час флагманами компанії є процесори, а точніше ядра ЦПУ Cortex-A57 і Cortex-A53. Перший оптимізований для максимальної продуктивності, другий — для максимальної енергоефективності. Обидва ядра є 64-бітними, але в той же час виконують 32-бітний код в нативному режимі, без перекомпіляції і емуляції. Містять блок для операцій з плаваючою точкою і кріптоядро, котроллер пам'яті, що підтримує більше 4 ГБ і кеш-пам'ять.
 
Обидва здатні працювати в конфігурації до 4 ядер в якості єдиного процесора із загальним кешем. Такий багатоядерний чіп підтримує технологію віртуалізації один-в-один.
 
Обидва підтримують технологію big.LITTLE Processing, спрямовану на підвищення енергоефективності. При комбінації ядер А57 і А53 в одній збірці ця технологія дозволяє в разі потреби в максимальній продуктивності задіяти всі обчислювальні потужності процесора, а в разі виконання фонових завдань, характерних для режиму очікування, відправляти А57 в глибокий сон і забезпечувати невеликі потреби системи за рахунок економічного ядра А53.
 
Для складання готових рішень класу SoC (System on Chip, система на чіпі) і FPGA (Field Programmable Gate Array, програмована користувачем вентильна матриця) доступні ядра-компаньйони, зокрема, призначені для мережевої взаємодії, і відеопроцесор Mali. Крім того, для специфічних завдань існує обширна база повністю сумісних напрацювань у вигляді дизайну ядер-компаньйонів.
 
В даний час готові рішення, що використовують всі вищеперелічені технології, використовуються, наприклад, в процесорах Samsung для флагманських моделей телефонів цієї компанії.
 
 
Altera
Компанія саме й займається розробкою готових рішень для потреб клієнтів на основі «конструкторів», пропонованих ARM. FPGA, ASIC і SoC її розробки перекривають велику кількість застосувань ARM-процесорів. Зокрема, вони використовуються в активному мережевому обладнанні, системах навігації, радіолокації, керуючих блоках ракет та інших військових об'єктів.
 
Компанія ще зовсім недавно висловлювала побоювання через можливе повернення Intel на ринок RISC-процесорів, а от у підсумку виступила партнером мікроелектронного гіганта в цьому своєчасному кроці. Саме вона розробила процесорний ядро ​​на основі архітектури ARM, яке випускатиме Intel.
 
 
Intel
У свою чергу компанії Intel тема виробництва RISC-процесорів знайома давно і освоєна дуже щільно. Свого часу ціле підрозділ компанії займалося розробкою і випуском таких мікросхем. Ці розробки були розпочатої компанією DEC і перейшли до Intel у вигляді Digital Semiconductor, що стала згодом XScale. Розроблена їй лінійка StrongARM прийшла на зміну власним ядрам Intel, i860 і i960. Всі ці мікросхеми використовувалися як контролери пристроїв, контролери введення-виведення і мережеві процесори, а також в мобільних телефонах, ПДА, плеєрах і т.д. У середині 2006 року Marvell Technology Group купила всі напрацювання Intel в області ARM-і RISС-процесорів, включаючи повний пакет ліцензій не тільки на ядра, а й на всю екосистему. У той же час сама Intel також залишилася держателем повного пакету ліцензій, але припинила виробництво продукції. Тоді це виглядало як «повністю сфокусуватися на виробництві процесорів х86».
 
Зараз ми бачимо, що така надмірно вузька спрямованість веде до неповному завантаженні величезних виробничих потужностей Intel. Крім кількості фабрик вона є розробником і власником найтоншого на даний момент техпроцесу, 14 нм. Четверте покоління процесорів Core проводиться ще на основі 22 нм літографії, але в п'ятому поколінні планується вже 14 нм. У загальному випадку більш тонкий техпроцес дає деяке збільшення швидкостей перемикання транзисторів, більш помітне зменшення площі кристала тієї ж складності і продуктивності і ще більш помітне зниження енергоспоживання при порівнянній потужності.
 
Незважаючи на те що три вищеперелічені ефекту безперечні і явно помітні в теорії, на практиці їх видно менше через супутнього збільшення складності кристалів, збільшення обсягів кеш-пам'яті, включення блоків з новими функціями і т.д. При однаковій архітектурі переваги більш тонкого техпроцесу помітні більш чітко. Зокрема, всі три підкреслюють початкові сильні сторони архітектури ARM.
 
Для Intel контрактне виробництво процесорів хоча і не новою для неї, але «призабутої» архітектури — хороше вкладення сил і засобів. Маючи повний пакет ліцензій на ARM, вона може вийти на цей ринок незабаром зі своїми новими розробками. Тестування нового техпроцесу на більш простий, ніж у х86, архітектурі, повинно обійтися дешевше і може прискорити вихід нового, п'ятого покоління власних х86-розробок. Крім того, в умовах зсуву фокуса попиту ходять наполегливі чутки про те, що для Intel це всього лише проба пера в контрактному виробництві мікросхем на замовлення по чужому дизайну, т.к. для простої фабрики це справа не вигідне, і для бізнесу краще працювати на повному завантаженні.
 
Отже, поки що не зовсім зрозуміло, чим обернеться новий виток відносин у Intel і ARM-архітектури, але перший крок виглядає вже багатообіцяюче.
 
 
ARM TechCon
 Минула в кінці жовтня в Санта-Кларі конференція мала своєю метою зібрати зацікавлені сторони з тим, щоб вони могли продемонструвати серйозність своїх намірів і технічну готовність для прийдешнього масового приходу процесорів архітектури ARM на серверний ринок. Крім Dell в ній взяли участь Applied Micro / APM, PMC, Fedora і сама ARM. Учасники конференції обмінювалися досвідом і напрацюваннями, поки недоступними для відкритої аудиторії.
 
 Для демонстрації повноцінної інсталяції використовувалися наступні компоненти:
 
     
  1. ARM показала робочий прототип сервера Blackbird 3U на базі 64-бітної архітектури ARM,
  2.  
  3. PMC представила 7085H HBA, адаптер для дискових накопичувачів, на базі 64-бітної архітектури ARM,
  4.  
  5. Dell представила дисковий масив PowerVault MD1220 JBOD і Dell Precision T1700 MT з мережним адаптером Intel 10GbE SFP + в якості клієнта,
  6.  
  7. Fedora продемонструвала працездатність своєї серверної операційної системи (заснованої на Linux, з відкритим кодом) базі 64-бітної архітектури ARM.
  8.  
В ході демонстрації системний монітор оболонки Gnome демонстрував завантаження процесорів і мережі при потокове відео, а стандартні тести FIO і iperf показували завантаження ЦПУ при операціях обміну даними. Таким чином, був зібраний повністю працездатний прототип.
 
Наступним кроком розвитку для Dell стане збірка і тестування прототипів майбутніх промислових систем на початку 2014 року, а на друге півріччя запланована поставка на ринок комерційних рішень.
 
Тоді ми й повернемося до теми процесорів ARM в масових серверах Dell, лідера ринку серверостроенія і споживчих рішень для високопродуктивних обчислень, HPC, «під ключ».
    
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.