วิศวกรจาก Red Hat เพิ่งแชร์ประสบการณ์การสร้างระบบเดสก์ท็อป ARM 80 คอร์แบบกำหนดเองโดยใช้โปรเซสเซอร์ Ampere Altra โดยเน้นทั้งศักยภาพและความท้าทายของฮาร์ดแวร์เซิร์ฟเวอร์ ARM แบบ DIY โครงการนี้มีเป้าหมายเพื่อสร้างเครื่องพัฒนาที่สามารถรัน Linux ด้วยขนาดหน้า 64k ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ชิป M-series ของ Apple ไม่สามารถรองรับได้
ความท้าทายของความพร้อมใช้งานฮาร์ดแวร์ ARM
ตลาดเซิร์ฟเวอร์ ARM ยังคงมีข้อจำกัดอย่างน่าผิดหวังสำหรับผู้ซื้อรายบุคคล ไม่เหมือนกับระบบ x86 ที่คุณสามารถหาซื้อคอมโพเนนต์ได้ง่ายๆ ที่ร้านคอมพิวเตอร์ทั่วไป ชิ้นส่วนเซิร์ฟเวอร์ ARM ต้องการการค้นหาอย่างระมัดระวังผ่านผู้จำหน่ายเฉพาะทางและตลาดรอง เมนบอร์ดเพียงอันเดียว - AsrockRack ALTRASBUD-1L2T ที่ออกแบบมาสำหรับศูนย์ข้อมูล - มีราคาสูงกว่า 4,000 ซลอตี โปแลนด์ (ประมาณ 930 ยูโร) ซึ่งเป็นคอมโพเนนต์ที่แพงที่สุดในการสร้างนี้
การหาโซลูชันระบายความร้อนที่เข้ากันได้พิสูจน์แล้วว่าท้าทายเท่าๆ กัน ซ็อกเก็ต LGA 4926 ที่ใช้โดยโปรเซสเซอร์ Ampere Altra มีตัวเลือกคูลเลอร์จำกัด บังคับให้ผู้สร้างต้องค้นหาข้ามหลายประเทศเพียงเพื่อหา Arctic Freezer 4U-M ที่มีสต็อก
การแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพและการใช้งานจริง
การอภิปรายในชุมชนเผยให้เห็นมุมมองที่น่าสนใจเกี่ยวกับการนำ ARM มาใช้ในสภาพแวดล้อมระดับมืออาชีพ ผู้ใช้หลายคนแชร์ประสบการณ์กับระบบ Ampere Altra ในฟาร์มบิลด์และสภาพแวดล้อมการพัฒนา โดยสังเกตประสิทธิภาพที่น่าประทับใจสำหรับการคอมไพล์ C++ และการสร้าง Docker image อย่างไรก็ตาม ความจริงมีความซับซ้อนมากกว่าเมตริกประสิทธิภาพง่ายๆ ที่แนะนำ
เมื่อไม่กี่ปีที่แล้วผมทำงานที่สถานที่ที่ต้องทำบิลด์เป้าหมายแพลตฟอร์ม Jetson และค่อนข้างแพ้กับการโยนมันเข้าไปในคลาวด์เนื่องจากต้นทุน เราคำนวณตัวเลขและ Altra คืนทุนได้ค่อนข้างเร็ว
โปรเซสเซอร์ Q80-30 80 คอร์ที่ทำงานที่ 3.0 GHz นำเสนอพลังการประมวลผลแบบขนานอย่างมาก แต่มาพร้อมกับข้อจำกัดในทางปฏิบัติ ระบบที่มี RAM 128GB ให้เพียงประมาณ 1.6GB ต่อคอร์ - น้อยกว่าอัตราส่วน 2GB ต่อคอร์ในอุดมคติที่นักพัฒนาหลายคนต้องการสำหรับเวิร์กโหลดที่ใช้หน่วยความจำมาก
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
- โปรเซสเซอร์: Ampere Altra Q80-30 (80 คอร์, 3.0 GHz, ARMv8.2-A)
- หน่วยความจำ: 128GB ECC DDR4-3200 ( SK-Hynix HMA82GR7CJR8N-XN )
- ซ็อกเก็ต: LGA 4926
- รูปแบบเมนบอร์ด: รองรับ Deep MicroATX/EATX
- ความต้องการด้านพลังงาน: 12V เท่านั้น (ไม่มีขั้วต่อ ATX แบบมาตรฐาน 24 พิน)
- การรองรับขนาดเพจ: เคอร์เนล Linux แบบ 4k และ 64k เพจ
- กรณีการใช้งาน: การพัฒนาและทดสอบสำหรับดิสทริบิวชัน Linux แบบ ARM64
ข้อกำหนดขนาดหน้า 64k
ข้อกำหนดทางเทคนิคที่ขับเคลื่อนการสร้างนี้มีศูนย์กลางอยู่ที่ขนาดหน้าของเคอร์เนล Linux ในขณะที่ระบบผู้บริโภคส่วนใหญ่ใช้หน้า 4k การแจกจ่าย ARM Linux ระดับองค์กรมักจะตั้งค่าเริ่มต้นเป็นหน้า 64k เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นกับการจัดสรรหน่วยความจำขนาดใหญ่ สิ่งนี้สร้างช่องว่างการทดสอบสำหรับนักพัฒนาที่ใช้ Mac Apple Silicon ซึ่งรองรับเพียงขนาดหน้า 4k และ 16k เท่านั้น
ข้อจำกัดนี้ส่งผลต่อวิศวกร Red Hat และนักพัฒนาการแจกจ่าย Linux อื่นๆ ที่ต้องทดสอบซอฟต์แวร์ข้ามการกำหนดค่าขนาดหน้าที่แตกต่างกัน ผู้ให้บริการคลาวด์เช่น AWS ได้นำหน้า 64k มาใช้เป็นมาตรฐานสำหรับอินสแตนซ์ ARM ของพวกเขา ทำให้ความสามารถในการทดสอบในท้องถิ่นมีความจำเป็นสำหรับการตรวจสอบซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม
การตรวจสอบต้นทุนความเป็นจริง
ต้นทุนการสร้างขั้นสุดท้าย 7,732 ซลอตี โปแลนด์ (ประมาณ 1,800 ยูโร) แสดงให้เห็นว่าเซิร์ฟเวอร์ ARM แบบ DIY ยังคงแพงเมื่อเทียบกับระบบ x86 ที่เทียบเท่า โครงการนี้เกินงบประมาณเดิมประมาณ 500 ยูโร ส่วนใหญ่เนื่องจากลักษณะเฉพาะทางของคอมโพเนนต์เซิร์ฟเวอร์ ARM และตัวเลือกผู้จำหน่ายที่จำกัด
คอมโพเนนต์เซิร์ฟเวอร์มือสองช่วยควบคุมต้นทุนได้บ้าง - โปรเซสเซอร์ 80 คอร์มาจากเพื่อนที่อัปเกรดระบบของพวกเขา และหน่วยความจำ ECC 128GB มาจากตลาดรอง อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการประหยัดเหล่านี้ ระบบยังคงมีต้นทุนสูงกว่าเวิร์กสเตชัน x86 ที่เทียบเท่าอย่างมาก
รายละเอียดค่าใช้จ่ายในการประกอบ (PLN/EUR)
- เมนบอร์ด: 4,068 PLN (~945 EUR) - AsrockRack ALTRASBUD-1L2T
- CPU: 1,341 PLN (~311 EUR) - Ampere Altra Q80-30 (80 คอร์, 3.0 GHz)
- พัดลมระบายความร้อน CPU: 191 PLN (~44 EUR) - Arctic Freezer 4U-M
- หน่วยความจำ: 696 PLN (~162 EUR) - 128GB ECC (แรม 8 แท่ง ขนาด 16GB ต่อแท่ง)
- เคส: 395 PLN (~92 EUR) - Endorfy 700 Air
- หม้อแปลงไฟฟ้า: 529 PLN (~123 EUR) - MSI MPG A850G
- หน่วยจัดเก็บข้อมูล: 522 PLN (~121 EUR) - Lexar LM790 2TB NVMe
- รวมทั้งหมด: 7,732 PLN (~1,800 EUR)
มองไปข้างหน้า
การสร้างนี้แสดงทั้งคำมั่นสัญญาและข้อจำกัดปัจจุบันของการคอมพิวติ้งเดสก์ท็อป ARM ในขณะที่ศักยภาพด้านประสิทธิภาพมีมาก ระบบนิเวศยังคงแยกส่วนและแพงสำหรับผู้ซื้อรายบุคคล แผนของผู้เขียนรวมถึงการรันการแจกจ่าย Linux หลายตัว การทดสอบการ์ดกราฟิก และการดำเนินการทดลองต่างๆ - โดยพื้นฐานแล้วถือว่าระบบเป็นแพลตฟอร์มการพัฒนามากกว่าไดรเวอร์ประจำวัน
ประสบการณ์นี้เน้นว่าการคอมพิวติ้ง ARM อยู่ที่จุดแยกทางที่น่าสนใจ ผู้ให้บริการคลาวด์ได้ยอมรับโปรเซสเซอร์ ARM เพื่อประสิทธิภาพและประโยชน์ด้านต้นทุน แต่ตลาดเดสก์ท็อปและเวิร์กสเตชันยังคงถูกครอบงำโดยสถาปัตยกรรม x86 เนื่องจากความพร้อมใช้งานของคอมโพเนนต์และความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์ที่ดีกว่า
อ้างอิง: Bought myself an Ampere Altra system