Источник

О серверных процессорах с ARM-архитектурой мы писали еще пару лет назад. Уже тогда они не были экзотикой, хотя только начинали проникать в разработку серверов. Экспансия, если так можно выразиться, ARM-чипов на серверный рынок стала более активной после того, как их возможности оценили игроки отрасли. Как оказалось, показывают себя они очень неплохо.

Сейчас, судя по результатам исследования ряда аналитических компаний, их популярность продолжает расти, и в ближайшем обозримом будущем эта тенденция сохранится. В частности, благодаря облачным платформам и ЦОД, которые постепенно заказывают все больше оборудования на базе ARM-процессоров. Подробнее — под катом.

Что там с ростом популярности?

Изучив рынок, компания TrendForce спрогнозировала развитие мирового рынка серверных процессоров с архитектурой ARM. Прогноз положительный, по словам экспертов, рост поставок серверов на основе таких чипов можно назвать рекордным.

Чипы и оборудование, базирующееся на них, востребовано благодаря еще одной тенденции — активному росту платформ высокопроизводительных вычислений, а также ИИ-платформ. ARM-чипы потребляют меньше энергии, по сравнению с «коллегами» с традиционной архитектурой x86. Ну а раз так, то их вполне охотно раскупают производители серверного оборудования, которое поставляются в ЦОДы.

По мнению аналитиков из TrendForce, к 2025 году, а это, на минуточку, всего три года, уровень проникновения ARM-чипов на рынок серверов вырастет до 22%. Конечно, x86 еще долго будет оставаться на коне, но ARM-сервера постепенно будут составлять все более серьезную конкуренцию.

У ARM-чипов немало достоинств, среди которых особенно выделяются три:

• Возможность поддерживать разнородные и динамически меняющиеся рабочие нагрузки. Все благодаря масштабируемости, которую обеспечивают чипы, а также их экономичности, о чем уже говорилось выше.
• Решения на базе ARM-чипов можно адаптировать под выполнение самых разных задач, включая очень узкоспециализированные.
• Кроме того, оборудование получается менее габаритным, чем обычно, так что и площадь занимают меньшую.

Последний пункт особенно важен, поскольку сейчас наметился еще один тренд — разворачивание операторами связи и поставщиками облачных услуг так называемых малых ЦОД, которые способствуют активному проникновению ARM-процессоров на рынок. Кроме того, чипы востребованы гиперскейлерами и различными поставщиками периферийных вычислений.

Если вы читаете наш блог, вас могут заинтересовать эти тексты:

→ Как мы выбирали лучшие из новых видеокарт NVIDIA
→ Зачем дата-центры устанавливают динамические источники бесперебойного питания
→ Стоит ли создавать собственный корпус для сервера

Сложная история ARM-процессоров на серверном рынке со счастливым концом

До завершения всей этой истории по проникновению ARM-архитектуры на рынок еще далеко. Но ясно одно — развивается эта отрасль все активнее. Ряд крупных производителей чипов либо уже начал производить серверные процессоры на ARM-архитектуре, либо собирается сделать это в ближайшем обозримом будущем. Но так было не всегда.

Дело в том, что первый серверный ARM-чип был анонсирован еще 10 лет назад. Это сделала компания Calxeda, у которой, к сожалению, возникло много проблем на пути, и она закрылась в 2013 году. Тем не менее, она была первой, кто заявил о производстве таких чипов, рассказав в 2011 году о 32-битном процессоре на базе ARM Cortex-A9. Он позволял создавать серверы формата 2U со 120 процессорами (480 ядер совокупно).

Затем появились AMD Opteron A1100, это случилось в 2016 году, это на два года позже, чем компания планировала изначально. Но популярными и востребованными эти процессоры не стали. Затем собственный вариант ARM-процессора для серверов представила Qualcomm. Вернее, компания регулярно публиковала новости о разработке, на что она потратила около четырех лет, но в итоге проект был закрыт.


Компания Marvell на мероприятии Hot Chips 32 раскрыла подробности о третьем поколении ARM-процессоров Thunder-X, но они тоже не стали особо востребованными и популярными. Проблема была не в процессоре, а в том, что компании, которые закупают серверное оборудование, например, гиперскейлеры, оказались не готовы к новой технологии. Они относились к ней с недоверием и если и приобретали системы нового типа, то лишь для тестирования. Все закончилось уходом из компании главного архитектора чипов, затем — увольнением более 100 инженеров.


Но сейчас, кажется, «темные времена» для ARM в серверной отрасли прошли. Так, всего несколько дней назад компания NVIDIA анонсировала собственные 144-ядерные Arm-процессоры Grace, с гибридом Grace Hopper. Система Grace Hopper сочетает в себе как процессоры Grace (ARMv9), так и ускорители Hopper. У процессора Grace Superchip для ИИ- и HPC-нагрузок — 144 ядра. В SPECrate2017_int_base он показал 740, что позволило NVIDIA говорить о превосходстве по сравнению с парой AMD EPYC в полтора раза.

Нельзя забывать и о компании Huawei с ее чипом Kunpeng 920. На его базе компания производит серию серверов TaiShan, предназначенных для решения разных задач — периферийных вычислений, высоконагруженных приложений и т.п. Об этих серверах мы уже писали, после того, как протестировали.

Ну хорошо, а что с серверами на базе ARM-чипов?

Статистики не так много, но в конце прошлого года специалисты аналитической компании Omdia опубликовали отчет Data Center Server Tracker, согласно которому поставки серверов с процессорами ARM достигли рекордного уровня за всю историю. Как оказалось, каждый двадцатый сервер, а это около 170 тыс. единиц оборудования, базируются на основе чипов нового типа. Статистика анализировалась по поставкам оборудования с июля по сентябрь 2021 года.

Кроме достоинств чипов и серверов такого типа, о чем уже говорилось выше, рост был обусловлен еще и влиянием глобального дефицита электронных компонентов. По этой причине многие крупные компании начали искать оборудование на базе альтернативных архитектур CPU.

В целом, мы уже писали, что для массового внедрения ARM-платформ нужно несколько составляющих. Первое — хорошая архитектура, второе — фабрика, которая способна производить чипы по современному техпроцессу. Третье — инновации для создания энергоэффективного кристалла с большой частотой. И последнее — требуется огромный тираж для того, чтобы стоимость такого чипа была конкурентоспособной, а производство процессора — выгодным.

Большинство компаний, которые производили ARM-чипы и оборудование на их основе, испытывали проблемы как раз с последней составляющей. Цены были высокими, а производительность системы — примерно такой же, что предлагали Intel, причем по меньшей цене. Но сейчас, с ростом популярности ARM-серверов, ситуация явно меняется к лучшему. Производство чипов становится более масштабным, индустрии требуются все большие объемы процессоров и оборудования на их основе.

Так что вполне может быть, что ARM-серверы ожидает светлое будущее, которое уже где-то рядом.