ARM – достойный конкурент Intel? «Инфосистемы Джет» предрекают новую расстановку сил на рынке процессоров

Платформа ARM - архитектура с низким энергопотреблением, доминирующая до недавнего времени в мире смартфонов, планшетов и бытовой техники. Идея использования решений ARM в ИТ-инфраструктуре обсуждается как минимум последние 10 лет. Многие крупные компании и стартапы инвестировали в эту идею, некоторые даже продвинусь вплоть до выпуска продуктов, но в целом тема «не взлетела», реальных кейсов про применение процессоров ARM и экономию в корпоративном секторе не сложилось. Однако, последние разработки ARM вывели компанию на рынки ноутбуков и серверных решений. А для компаний enterprise-сегмента перспектива использовать в ИТ-инфраструктурах недорогие эффективные чипы с низким энергопотреблением оказалась во многом привлекательной. Об этом напомнил модератор дискуссии руководитель Центра проектирования вычислительных комплексов «Инфосистемы Джет» Илья Воронин и пригласил коллег по ИТ-отрасли высказать свое мнение о развитии решений ARM и их конкурентоспособности на рынке, где последние годы традиционно лидирует Intel.

К дискуссии, организованной компанией «Инфосистемы Джет», присоединились спикеры, чей профессиональный опыт так или иначе связан с заявленной темой. Это директор по развитию услуг Selectel Александр Тугов (одна из услуг Selectel – предоставление услуг IaaS на базе серверов ARM), руководитель департамента ИТ эксплуатации QIWI Василий Гладышев (QIWI - один из пионеров применения ARM-серверов в корпоративном секторе), эксперт в вопросах анализа производительности CPU Huawei Виталий Слободской (Huawei - один из поставщиков подобного оборудования), а также технический директор Центра инноваций «Инфосистемы Джет» Павел Романченко.

Участники онлайн-дискуссии о конкуренции ARM и Intel

Сейчас мы наблюдаем точку, где сходится несколько трендов, и теперь можем говорить о серверах ARM более уверенно и громко. Это, например, изменение парадигмы разработок ARM – они ведутся с помощью уже не тех средств, что 15 лет назад. Но будет неправильным утверждать, что процессоры ARM стали быстрыми «внезапно». «Производительность ARM выросла не случайно и не вдруг. С каждой новой версией вендоры увеличивали производительность, это была планомерная работа. У Intel не было никаких конкурентов в архитектуре X86 на серверном рынке. В стане ARM конкуренция достаточно высокая, и именно это позволило им довольно быстро вырасти», - отметил Павел Романченко.

Еще одна причина существенного «взросления» ARM – решение Apple о включении процессоров ARM в свои продукты. Напомним: о том, что компания Apple разрабатывает настольные компьютеры и ноутбуки на базе ARM-процессора, применяемого для планшетов, ресурс MacBidouille сообщил еще в 2014 году (см. новость раздела «Apple» от 27 мая 2014 г.). А в начале 2020 года появилась информация, что Apple проведет презентацию первого ноутбука MacBook, работающего на процессорах ARM, в 2021 году (см. новость раздела «Apple» от 26 февраля 2020 г.). Когда Apple выпустила ноутбук на процессоре M1 вместо x86 (Intel), сообщество сразу оценило их производительность и энергоэффективность. «Apple сыграла свою роль - показала всем, что можно делать хорошие быстрые процессоры, отличные от x86», - подчеркивает Александр Тугов.

Так своим примером Apple показала: архитектура АRМ (RISC) эффективнее, чем уже морально устаревающие x86 (CISC). Максимальный предел производительности на АRМ выше, чем на х86, и во многом это связано с интеграцией в чип не только центрального процессора, но и ключевых элементов, влияющих на быстродействие.

Можно было бы предположить, что вслед на макбуками на ARM будут переведено большое число устройств. Тот же Google уже давно заявлял о намерении отказаться от Intel и выпустить собственный процессор на архитектуре ARM (см., например, новость раздела «Google» от 12 декабря 2013 года). Но для широкого распространения процессоров ARM нужно, чтобы их стоимость стала конкурентной. А стоимость процессоров зависит от масштабности их производства и продаж. Если не только Apple, а и другие игроки возьмут продукты ARM в состав своих решений, выказав доверие производителю – шансы ARM потеснить Intel увеличатся.

«Фундаментально улучшить ситуацию способны крупные вендоры. Они могут продавать бизнесу законченные решения: железо, операционную систему, прикладные платформенные базы данных и так далее. Такие компании могут сильно поддержать АРМ в плане того, чтобы сделать вертикально интегрированную систему», - отмечает Александр Тугов. В частности, помимо Huawei, выпускающего свой фирменный софт, VMware также начала выпускать экспериментальные версии своего ПО для ARM.

«Не Apple’ом единым», подтверждает Виталий Слободской. Кстати, по его мнению, Apple отошла от решений Intel не потому, что они уступили в конкурентной борьбе. Причина, скорее, в желании обеих компаний контролировать железо и софт под него. Успех Apple – высокая степень интегрированности софта и железа. Возможность «заточить» свой софт под определенную архитектуру – это выигрышно. Вообще же, ARM не составляет прямую конкуренцию Intel – это все равно что «сравнивать яблоки с грушами», и нельзя говорить о том, решения Intel устарели. Напротив, Intel все так же активно вкладывается в развитие продуктов, и хотя последние годы у вендор были как прорывы, так и проблемы, еще много интересного может быть сделано. Сейчас, скорее, можно говорить о том, что предложения ARM как раз сравнимы с х86.

В числе российских компаний, которые уже провели первые тестирования и внедрения серверов на базе ARM, - компания QIWI. «На нашем опыте использования серверов базе ARM я не вижу прироста производительности именно на наших задачах. На наших приложениях JAVA их производительность сравнима с х86. Если рассматривать виртуализацию, в которой мы используем ARM, у него больше «честных» ядер в отличие от возможного использования Intel Hyper-threading - да, здесь ARM выигрывает. Но в сравнении «ядро в ядро» на наших задачах мы выигрыша не увидели», - рассказал Василий Гладышев.

Еще один блок дискуссии коснулся софта: на серверах c ARM-процессором применяется операционная система на базе Debian и программные продукты, связанные с ней. Однако при установке в систему проприетарного софта того или иного вендора возникают сложности - поддержка ARM-процессора зачастую может отсутствовать. Один из выходов из этой ситуации - применение виртуализации с использованием среды KVM, но даже в этом случае возникают определенные трудности с настройкой некоторых приложений.

Без учета очевидности применения Open Source, доступного для ARM, но зачастую неоптимального, доля проприетарного софта неуклонно растет. «Производителей серверов на ARM относительно немного по сравнению с x86. Тем не менее, их доля увеличивается. Недавно компания NVIDIA анонсировала свой процессор ARM. Если будет несколько больших игроков на рынке ARM процессоров, то основной софт будет оптимизирован значительно быстрее», - добавляет Виталий Слободской.

По мнению экспертов, сейчас, с ростом популярности ARM, платформа может быстро достичь уровня, когда на нее можно будет поставить практически любой компонент, не испытывая никаких проблем с производительностью.

Рассматривая вопрос эмуляции x86 на ARM и актуальность этого процесса для серверного рынка, эксперты делают неутешительный вывод: для серверных решений она, скорее всего, будет неактуальна ввиду очевидного замедления работы софта, пусть даже всего на 10 %. «Запускать что-то со средой эмуляции - это решение, которое не кардинально дешевле и добавляет потенциальную точку отказа на любом уровне», - отмечает Василий Гладышев.

В целом собеседники сошлись во мнении, что с дальнейшим развитием ARM-архитектуры и удешевлением вычислительной техники на базе процессоров этого типа рынок, в основном ориентированный на Intel, начнет постепенно разворачиваться в сторону технологий на базе ARM-процессоров. С ростом популярности серверов ARM экосистема будет развиваться. Новый рынок будет формироваться тем успешнее, чем больше инвестиций будет в него вложено. Но говорить про заход эры Intel и CISC пока рано.

Отметим, что на отечественном рынке представлены и другие разработки. Так, еще в 2019 году DIGMA, производитель электроники для повседневной жизни и бизнеса, запустила в России продажи нового планшета в линейке Plane – 8580 4G. В роли его технологической выступает MediaTek MT8735P с четырьмя ядрами ARM Cortex-A53 (см. новость раздела «DIGMA» от 7 февраля 2019 г.). Отечественные системы на кристалле на базе архитектуры ARM v8 разрабатывает Российская высокотехнологичная компания «Байкал Электроникс». Благодаря использованию архитектуры ARM, производитель имеет обширную экосистему системного и прикладного программного обеспечения, что существенно облегчает задачу перехода на российские аппаратные платформы (см. новость раздела «СХД» от 15 апреля 2021 г.). А компания Artezio (входит в группу компаний ЛАНИТ) продвигает приложение Cost Track («Кошелёк»), которое, будучи доступным на iOS, Android и macOS, после перехода компьютеров Apple на ARM-процессоры должно оказаться в числе первых программ, доступных владельцам новых ноутбуков и компьютеров Apple (см. новость раздела «ЛАНИТ» от 10 августа 2020 г.).