這款發(fā)布于2021年的Arm處理器，真的這么強(qiáng)嗎？

這項(xiàng)研究叫做《Arm云服務(wù)器是否準(zhǔn)備好處理數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載？一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究》，作者Dumitrel Loghin是新加坡國(guó)立大學(xué)計(jì)算學(xué)院的研究助理教授。

研究指出，搭載Arm 處理器的云服務(wù)器速度令人印象深刻，在處理某些任務(wù)負(fù)載時(shí)的表現(xiàn)甚至超過了英特爾至強(qiáng)處理器。

這項(xiàng)研究選了五款A(yù)rm服務(wù)器CPU，然后，還將它們與英特爾至強(qiáng)白金8488C（2023年Q1發(fā)布的第四代至強(qiáng)）在云平臺(tái)上的表現(xiàn)進(jìn)行了比較。

實(shí)際參與對(duì)比的有AWS的Graviton2，Graviton3，阿里倚天710，來自Ampere的Altra以及英特爾至強(qiáng)白金8488C。

研究者租用了基于這些處理器的云主機(jī)，然后執(zhí)行了8個(gè)測(cè)試，包括：

Dhrystone 基準(zhǔn)測(cè)試：用于測(cè)量計(jì)算機(jī)的整體性能；

Whetstone 基準(zhǔn)測(cè)試：主要用于測(cè)量計(jì)算機(jī)的浮點(diǎn)運(yùn)算性能；

系統(tǒng)調(diào)用測(cè)試：展示不同CPU在執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)的頻率（以百萬次/秒計(jì)）；

Execl調(diào)用測(cè)試：測(cè)試各CPU執(zhí)行execl調(diào)用的性能；

文件復(fù)制速度：測(cè)量數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中移動(dòng)的速度；

總體UnixBench分?jǐn)?shù)：一個(gè)綜合的基準(zhǔn)測(cè)試，用來評(píng)估系統(tǒng)的多方面性能；

RSA 2048簽名：用來測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行加密簽名操作的性能；

RSA 2048驗(yàn)證：測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行加密驗(yàn)證操作的性能；

在所有這些測(cè)試中，阿里倚天710表現(xiàn)都非常不錯(cuò)。

在Whetstone測(cè)試中，它甚至超過了英特爾的至強(qiáng)，同樣的，Ampere的Altra處理器也在這個(gè)測(cè)試中超過了至強(qiáng)。

研究者提到，阿里的倚天710有一些固有優(yōu)勢(shì)。比如，它使用了更新版本的Arm指令集架構(gòu)（ISA），還有更快的DDR5內(nèi)存，這是別的CPU沒有的。

華為云中的kc1.15xlarge.2主機(jī)支持使用NUMA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將一對(duì)鯤鵬920 CPU結(jié)合運(yùn)行，這是其他Arm云服務(wù)器所沒有的功能。

在運(yùn)行Redis的測(cè)試中，亞馬遜的Graviton 3處理器在這項(xiàng)測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)于倚天710。

在測(cè)試memcached的吞吐量時(shí)，倚天710的表現(xiàn)又勝過Graviton 3。

在用于測(cè)試RocksDB吞吐量的三種工作負(fù)載中，倚天710在其中兩種工作負(fù)載上表現(xiàn)更好。

報(bào)告還對(duì)比了Arm服務(wù)器和英特爾x86服務(wù)器的成本效益。

盡管Arm處理器的系統(tǒng)調(diào)用次數(shù)比英特爾至強(qiáng)多了兩倍還多，效率上差了點(diǎn)，但AWS的Graviton和倚天的性價(jià)比還是更高。

所以，當(dāng)性能不是最重要的時(shí)候，用戶就可以考慮Arm服務(wù)器了。Arm帶來了性能和成本之間的新的平衡。

最后，研究者也指出了提升Arm服務(wù)器性能的三個(gè)建議。

第一個(gè)，提高主頻。Arm的主頻都偏低，小幅度的提升也能在成本增加不多的情況下，帶來顯著的性能提升。這是因?yàn)楦叩闹黝l通常意味著處理器可以更快地執(zhí)行指令。

第二個(gè)，可以優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)用的性能。研究者希望Linux內(nèi)核開發(fā)者能夠分析并改進(jìn)系統(tǒng)調(diào)用的性能?，F(xiàn)在的Arm系統(tǒng)，其系統(tǒng)調(diào)用的速度大約是x86系統(tǒng)的一半。優(yōu)化之后可以提高Arm服務(wù)器的執(zhí)行效率和響應(yīng)速度。

還有，如果軟件開發(fā)者能夠更好地利用Arm平臺(tái)的特有功能，例如Scalable Vector Extensions（可擴(kuò)展向量擴(kuò)展）。它也可以顯著提高應(yīng)用性能，特別是在處理大量數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)。

如果這些改進(jìn)落實(shí)之后，則可以顯著提高Arm服務(wù)器在性能、成本效益和功耗方面的優(yōu)勢(shì)。

最后的最后，值得一提的是AWS最新的Graviton4。

它是去年年底re:Invent上發(fā)布的，目前由于采用該處理器的云主機(jī)只向部分用戶提供預(yù)覽，所以這里就沒有測(cè)到，未來如果全面放開的話，其表現(xiàn)也值得期待。

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