ARM : l’ar­chi­tec­ture des mo­biles se dé­cline en­fin en ser­veurs puis­sants

SUR­PRISE : ALORS QUE LES TRÈS ÉCO­NO­MIQUES PRO­CES­SEURS ARM N’AVAIENT JUS­QU’ICI PAS RÉUS­SI À FAIRE DE BONS SER­VEURS, ILS AR­RIVENT DANS UNE NOU­VELLE GÉ­NÉ­RA­TION QUI RIVALISE DE PUIS­SANCE AVEC LES DER­NIERS XEON.

L'Informaticien - - SOMMAIRE - YANN SERRA

Des ser­veurs aus­si per­for­mants pour exé­cu­ter des ap­pli­ca­tions Ja­va, du Big Da­ta, du ma­chine lear­ning et même du su­per­cal­cul in­dus­triel, mais qui coûtent deux fois moins cher ! Ca­vium, Qual­comm et Ap­pliedMi­cro, trois fa­bri­cants de pro­ces­seurs ARM, ont fer­me­ment l’in­ten­tion de cas­ser le mo­no­pole d’In­tel dans les da­ta­cen­ters avec des ma­chines en Rack 1U ou 2U, li­vrées dès cette rentrée 2017 par les té­nors de l’in­fra­struc­ture en marque blanche, à sa­voir Gi­ga­Byte, Su­perMi­cro, Quan­ta et autres Wiwynn. « Il y a pour les en­tre­prises, comme pour les construc­teurs, un réel in­té­rêt éco­no­mique à trou­ver une al­ter­na­tive à In­tel. De­puis le dé­clin d’AMD en 2010, le fon­deur a en ef­fet at­teint une telle hé­gé­mo­nie dans le da­ta­cen­ter (99,3 % de part

de mar­ché, ndlr) qu’il a pris la li­ber­té d’aug­men­ter ses ta­rifs à l’en­vi, soit 25 % en cinq ans. Dans ce contexte, nous es­ti­mons que des pro­ces­seurs ARM qui ar­rivent au­jourd’hui pour concur­ren­cer les Xeon d’In­tel pour­raient équi­per 9,7 % des ser­veurs d’ici à 2020 » , es­time Shane Rau, ana­lyste chez IDC.

Les géants du Cloud sont conquis

Google, Fa­ce­book et Mi­cro­soft eux­mêmes ont an­non­cé dé­ployer d’ici à 2018 des ser­veurs ARM dans leurs da­ta­cen

ters. « Par­mi les rai­sons qui nous poussent à dé­ployer ces ser­veurs, il y a le fait que plu­sieurs ac­teurs pro­posent des pro­ces­seurs ARM et qu’ils re­doublent d’ef­forts pour se faire concur­rence, que ce soit dans le but de pro­po­ser la fac­ture fi­nale la plus ré­duite, comme pour mettre au point des de­si­gns qui, in fine, vont op­ti­mi­ser nos services cloud » , dé­cla­rait ain­si Leen­dert van Doorn, in­gé­nieur chez Mi­cro­soft, lors de la pré­sen­ta­tion en mai der­nier des ar­chi­tec­tures Olym­pus qui ser­vi­ront bien­tôt de mo­teur au Cloud Azure. Plus près de nous, les hé­ber­geurs On­line.net (fi­liale de Free/Iliad) et OVH ont eux aus­si an­non­cé bas­cu­ler sur des confi­gu­ra­tions ARM de der­nières gé­né­ra­tions pour mo­to­ri­ser leurs offres de Cloud pu­blic. Les ser­veurs ARM fonc­tionnent avec toute la lo­gi­thèque Linux dé­jà exis­tante sur ser­veurs x86, Red Hat, Ca­no­ni­cal et SuSE s’étant char­gés d’adap­ter l’in­té­gra­li­té de leurs so­lu­tions. En par­ti­cu­lier, ils ga­ran­tissent que les ser­veurs ARM se prêtent tout à fait à l’exé­cu­tion des ap­pli­ca­tions en contai­ners Do­cker, un mé­ca­nisme qui s’im­pose au­jourd’hui pour le dé­ve­lop­pe­ment et la mise en pro­duc­tion des ap­pli­ca­tions en ligne. Pour sa part, Mi­cro­soft a por­té Windows Ser­ver 2016 sur ARM, mais uni­que­ment pour ses be­soins in­ternes, à sa­voir exé­cu­ter sur ce type de ser­veurs toutes les ap­pli­ca­tions SaaS de son ca­ta­logue Azure ; l’édi­teur n’a pas pré­vu de vendre ce Windows aux en­tre­prises pour le mo­ment.

Des ARM 64 bits « ser­veurs » qui n’ont plus rien à voir avec les puces pour mo­biles

Pro­blème, toute la ré­pu­ta­tion des pro­ces­seurs ARM dans les da­ta­cen­ters reste à construire. Cette tech­no­lo­gie, sur­tout cé­lèbre pour être celle des smartphones et ta­blettes, a jus­qu’ici man­qué tous ses ren­dez-vous avec les ser­veurs. HPE a bien ten­té de les in­té­grer dans ses car­touches ser­veur m400 pour châs­sis Moon­shot, mais avec des per­for­mances dignes d’un Atom d’In­tel, cette confi­gu­ra­tion ne ser­vait fi­na­le­ment qu’à exé­cu­ter des sites web avec LAMP (PHP, MySQL…). Sauf que les pro­ces­seurs ARM cu­vée 2017 n’ont plus rien à voir. Dé­sor­mais ba­sés sur l’ar­chi­tec­ture ARMv8 64 bits, avec la nou­velle ex­ten­sion SBSA (Ser­ver

Base Sys­tem Ar­chi­tec­ture ; qui offre les mêmes fonc­tions de vir­tua­li­sa­tion et de pa­ral­lé­li­sa­tion que les Xeon d’In­tel) et le nou­veau mo­dule SVE (Scalable Vec­tor Ex­ten­sion), idéal pour le su­per­cal­cul et le chif­fre­ment, comme l’AVX d’In­tel, les pro­ces­seurs X- Gene 3 d’Ap­plied Mi­cro, Cen­triq-2400 de Qual­comm et Thun­derX 2 de Ca­vium af­fichent des per­for­mances si­mi­laires à celles des pro­chains In­tel Xeon Sky­lake et AMD Epyc, bench­marks SPECint_2006 à l’ap­pui. Des­cen­dant du X- Gene 1 qui équi­pait en 2015 le Moon­shot m400 de HPE, le X- Gene 3 d’Ap­plied Mi­cro est un pro­ces­seur 32 coeurs à 3,3 GHz, gra­vé en 16 nm, avec 8 ca­naux mé­moire (8 DIMM à 2,667 GHz ou 16 DIMM à 2,4 GHz) qui peut adres­ser jus­qu’à 1 To de mé­moire, 42 lignes PCIe et qui coûte 1 200 $ l’uni­té. Les bench­marks pu­bliés jus­qu’ici sur des pro­to­types de ser­veurs montrent qu’il fonc­tionne de 1,2 à 1,6 fois plus vite que le plus ra­pide des Xeon E5v4 sor­ti l’an­née der­nière, à sa­voir le mo­dèle E5-2699v4 (22 coeurs à 2,2 GHz, gra­vé en 14 nm) que l’on trouve en­core au ca­ta­logue In­tel au prix de 4 115 $. La prouesse est d’au­tant plus fla­grante quand on sait que les pro­ces­seur ARM n’exé­cutent qu’un flux d’ins­truc­tion par coeur (soit 32, ici), contre deux sur le Xeon (soit 48) et que le X- Gene 3 n’a pas le dis­po­si­tif de tur­bo qui per­met au Xeon de grim­per à 3,6 GHz.

Le Thun­der X 2 pour les pro­chains su­per­cal­cu­la­teurs

Gra­vé en 14 nm, le Thun­der X 2 de Ca­vium dis­pose, lui, d’un mode Tur­bo qui per­met à ses 54 coeurs d’éco­no­mi­ser de l’éner­gie en 2,4 GHz ou, à 3 GHz, d’at­teindre les per­for­mances des tous der­niers Xeon Scalable (Sky­lake). Il dis­pose aus­si d’un im­po­sant cache de 32 Mo et de 6 ca­naux mé­moire à 3,2 GHz qui lui per­mettent d’adres­ser jus­qu’à 1,5 To de RAM par so­cket. En­fin, il est con­çu pour fonc­tion­ner sur des ma­chines bi- so­cket – soit plus de cent coeurs dans un rack 1U ! Le Thun­der X 2 est si per­for­mant qu’il sé­duit le monde du su­per­cal­cul : Fu­jit­su l’a choi­si pour rem­pla­cer les pro­ces­seurs SPARC dans sa pro­chaine gé­né­ra­tion de su­per­cal­cu­la­teurs K dans l’es­poir de mul­ti­plier par 100 les per­for­mances du mo­dèle exis­tant et Atos l’in­tègre dans son su­per­cal­cu­la­teur Bull MontB­lanc des­ti­né à battre des re­cords en ma­tière de per­for­mance par consom­ma­tion éner­gé­tique. En­fin, on trouve le Thun­der X dans le der­nier pro­to­type de « The Ma­chine », l’or­di­na­teur sur­puis­sant de HPE qui dis­po­se­ra de 160 To de RAM. Quant au Cen­triq-2400 de Qual­comm, trop peu d’in­for­ma­tion a fil­tré pour que l’on ait dé­jà une idée de ce que vau­dront ses 48 coeurs gra­vés à la fi­nesse re­cord de 10 nm. Google, en tout cas, au­rait dé­jà si­gné pour ses da­ta­cen­ters.

Pour le sto­ckage et les in­fra­struc­tures cloud

Marl Liu, ana­lyste au ca­bi­net DRAMeX­change (spé­cia­liste des mar­chés du si­li­cium), es­time que « les pro­ces­seurs ARM vont sur­tout intéresser les four­nis­seurs de services en Cloud car ils ont là l’op­por­tu­ni­té de réa­li­ser de sé­rieuses éco­no­mies d’échelle, mais les en­tre­prises, qui achètent en­core 60 % de la pro­duc­tion an­nuelle de ser­veurs, conti­nue­ront d’être sé­duites par la po­si

tion do­mi­nante des ar­chi­tec­tures In­tel » , dit-il, en sou­li­gnant que ce n’est qu’à partir de 2020, quand les four­nis­seurs de Cloud de­vien­dront les prin­ci­paux ache­teurs de ser­veurs, que les ser­veurs ARM dé­col­le­ront. Les ar­chi­tec­tures ARM de­vraient s’im­po­ser dans les boî­tiers ré­seau et les baies de sto­ckage. Chez HPE, la baie StorVir­tual 3200 à base d’ARM coûte 14 000 $ pour exac­te­ment la même confi­gu­ra­tion à base de Xeon et qui vaut, elle, 33 000 $. En en­trée de gamme, les NAS à port 10 Gbits/s de QNAP coûtent 359 € en ver­sion ARM contre 550 € en ver­sion Xeon, pour exac­te­ment les mêmes ca­rac­té­ris­tiques.

Avec 48 coeurs gra­vés en 10 nm, le pro­ces­seur Cen­triq-2400 de Qual­comm est une prouesse tech­nique qui va au-de­là de ce que pro­posent In­tel et AMD.

Le Thun­der X 2 de Ca­vium avec 56 coeurs à 3 GHz est si puis­sant qu’il se­ra uti­li­sé dans plu­sieurs su­per­cal­cu­la­teurs.

Le X-Gene 3 d’Ap­plied Mi­cro per­met de construire des ser­veurs 1U avec 1 To de RAM et 32 coeurs à 3,3 GHz pour exé­cu­ter des ap­pli­ca­tions Ja­va.

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