Standardową platformą dla obsługi zadań związanych z hostingiem aplikacji webowych oraz przetwarzaniem danych dla zasobów big data jest x86_64, przy czym dominują tu dwaj dostawcy - Intel i AMD. Konkurencyjną technologią, która ma wiele zalet i sprawdza się w praktyce w rynku mobilnym, jest ARM, przy czym dostępne są także rozwiązania serwerowe wykorzystujące tę platformę. W odróżnieniu od baz danych czy serwerów aplikacyjnych, które wymagają bardzo dużej mocy obliczeniowej w niewielkiej liczbie rdzeni, obciążenia webowe i masowe przetwarzanie danych można silnie zrównoleglić. Według Applied Micro takim właśnie obciążeniom świetnie podołają nowe procesory ARM o 64-bitowej architekturze, gdyż zaoferują lepszą sprawność energetyczną i wysoką konsolidację.

64 bity ARM w jednym układzie

Pierwsze próby w dziedzinie zastosowań układów ARM w obciążeniach serwerowych odnotowano w ubiegłym roku, obecnie kilku dostawców ma w swojej ofercie nieduże serwery kasetowe korzystające z 32-bitowych układów ARM, ale układy te nie zawsze nadają się do obciążeń serwerowych ze względu na mniejszą wydajność.

Zobacz również:

• IDC CIO Summit – potencjał drzemiący w algorytmach
• Kwanty od OVHCloud dla edukacji
• Inteligentna chmura danych

Paramesh Gopi, szef firmy Applied Micro, obiecuje, że pod koniec bieżącego roku firma dostarczy pierwsze próbne serie kompletnych systemów w jednym układzie scalonym (system-on-chip) o nazwie X-Gene. Jest to 64-bitowa platforma ARM, która umożliwi produkcję serwerów wyposażonych w 128, 256 lub 512 rdzeni obliczeniowych o niewielkich rozmiarach i znacznie niższym zużyciu energii elektrycznej od obecnej platformy x86-64.

Kluczem do wysokiej sprawności jest integracja poszczególnych składników. Układ Applied Micro będzie miał od 8 do 16 rdzeni CPU, obsługę I/O oraz sieci Ethernet na tej samej płytce krzemowej, tworząc komputer z pojedynczego układu, który obsłuży do 256 GB pamięci DDR RAM.

X-Gene będzie dysponować nieblokującą się magistralą pomiędzy gniazdami o przepustowości 1 terabita na sekundę, umożliwiającą skalowanie od 2 do 128 rdzeni przy spójnym obrazie pamięci podręcznej procesora. Dzięki temu wiele układów X-Gene będzie mogło utworzyć spójny wieloprocesorowy serwer SMP bez konieczności wykorzystywania dodatkowych układów. X-Gene będzie także obsługiwać kod dla 32-bitowego ARM bez radykalnej utraty wydajności.

Zużycie energii przez zapowiadany moduł jeszcze nie zostało ujawnione, ale według szacunków w stanie bezczynności nie przekroczy 500 mW, przy uśpieniu - 300 mW, a przy pełnej mocy - poniżej 2 W na rdzeń. Układ będzie dysponować dynamicznym skalowaniem częstotliwości zegara oraz możliwością ingerencji w punkt pracy, zależnie od potrzeb dostawcy.

W kwietniu 2012 br. Applied Micro opracowało testową płytę, która emuluje 128 rdzeni ARM za pomocą kilku układów Vertex FPGA. W tym systemie można już uruchomić dwie dystrybucje Linuksa - Fedorę i Ubuntu. Dostępna jest także specjalnie opracowana pod kątem X-Gene wersja serwera Apache.

Serwery ARM w biznesie

Jednym z przeciwników platformy ARM w zastosowaniach serwerowych jest Pat Gelsinger, dawniej szef ds. technologii w Intelu, obecnie dyrektor zarządzający firmy EMC. Uważa on, że układy ARM nie sprawdzą się w serwerach: "O ile ARM po stronie klienta ma sens, co widać po rosnącym rynku smartfonów i tabletów, o tyle uważam, że data center nadal pozostaną domeną procesorów x86. Obecnie mogą one pobierać w granicach 2-3 W na rdzeń, a dalsze obniżanie poboru energii nie ma sensu, gdyż należy jeszcze uwzględnić zasilanie pozostałych komponentów serwera, takich jak pamięć czy urządzenia wejścia/wyjścia. Także koszt obsługi heterogenicznej platformy ARM i x86 w usługach cloud computing byłby zbyt wysoki. Jeśli serwery ARM uzyskają udział rynkowy, jeśli będą dobrze spełniać swoje zadania, to VMware również będzie je obsługiwać, ale w tej dziedzinie jestem sceptyczny" - tłumaczy.

Z kolei Gaurav Singh, wiceprezes ds. rozwoju w Applied Micro, odpowiada, że argumenty Gelsingera są prawdziwe dla x86, które mają własne chassis, układy zasilania i chłodzenia. Tymczasem przemysł zmierza w innym kierunku, rozwijając technologię współdzielenia infrastruktury, a nawet komponentów, takich jak I/O czy pamięć. Przy tych założeniach koncepcja Applied Micro wygląda o wiele korzystniej.

ARM to rozwojowa platforma

Według Nathana Brookwooda, analityka z Insight64, platforma ARM ma zalety, gdyż pozwala na dalej idące innowacje niż x86. Uważa on, że "do rdzeni procesorów x86 mają dostęp tylko ich producenci, czyli Intel i AMD, a tymczasem Applied Micro mogło wybudować kompletny komputer w układzie scalonym, rozwijając ARM. Dla porównania firma SeaMicro, która dostarcza serwery o jeszcze większym stopniu upakowania rdzeni niż proponowane przez Applied, korzystając przy tym między innymi z procesorów Intel Atom, musiała stosować konstrukcję opartą na dwóch układach scalonych. Przyczyną jest fakt, że SeaMicro nie może zmodyfikować procesorów x86 już dostarczonych przez Intela". Obecnie SeaMicro jest własnością AMD, a technologia opracowana przez nią zostanie zintegrowana za kilka lat w nowszych procesorach serwerowych AMD Opteron.