Alibaba Yitian 710 がクラウドで最速の Arm サーバー CPU と評価される (現時点で)

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Alibaba Yitian 710 がクラウドで最速の Arm サーバー CPU と評価される (現時点で)

電気電子学会誌「Transactions on Cloud Computing」に今週掲載された研究によると、2021年に開発され、Alibaba Cloudが導入した自社製のYitian 710 CPUは、データベース関連のタスクを処理する際にハイパースケールクラウドでレンタルできるArmサーバープロセッサの中で最速だという。

「Arm クラウド サーバーはデータベース ワークロードに対応できるか? 実験的研究」と題された論文では、Arm CPU を搭載したクラウド サーバーは驚くほどの速度で動作し、いくつかのタスクでは Intel Xeon を凌駕することから、肯定的な結果が得られています。

シンガポール国立大学コンピューター学部研究助教授のドゥミトレル・ロギン氏によるこの調査では、クラウドで利用可能な 5 つの Arm 搭載サーバー CPU と、8 つのクラウドにわたる Intel Xeon Platinum 8488C (2023 年第 1 四半期に発売された Sapphire Rapids シリコン) が検討されています。

以下は、Loghin がテストした CPU のリストと、それらを実行した場所の情報です。

CPU グラビトン2 グラビトン3 イーティアン 710 クンペン920 アルトラ(3GHz) Xeon 8488C
テスト済み AWS AWS アリババクラウド ファーウェイクラウド Azure、Google AWS
インスタンステスト済み c6g c7g c8y k1c Azure D32pls v5、Google T2A c7i
ISA ARMv8.2 ARMv8.4 ARMv9 ARMv8.2 ARMv8.2 x86-64
最大コア数 64 64 64 60 80 32
頻度 2.5GHz 2.6GHz 3.2GHz 2.4GHz 1~3GHz 3.2GHz
L1データキャッシュ(コア) 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 48KB
L2キャッシュ(コア) 1MB 1MB 1MB 512KB 1MB 2MB
L3キャッシュ(共有) 32MB 32MB 64MB 32MB 32MB 105MB
RAMタイプ DDR4 DDR5 DDR5 DDR4 DDR4 DDR5

Loghin は上記のサーバーをレンタルし、それらを使用して 8 つのテストを実施しました。具体的には、Dhrystone および Whetstone ベンチマーク、カーネル システム コールの数とexecl各システムによるコール、ファイルのコピー速度、全体的な UnixBench スコア、RSA 2048 署名、および RSA 2048 検証です。

これらすべてのテストにおいて、AlibabaのCPUは他のArmプロセッサを上回りました。Whetstoneでは、Altraのプロセッサと同様にXeon Platinumを上回りました。

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しかし、Loghin氏は、Yitianには固有の利点があると指摘する。Yitianは、新しいバージョンのArm ISAと、一部の競合CPUが利用できない高速DDR5 RAMを使用している。また、テストされた他のシリコンにも独自の機能がある。Huaweiクラウドのkc1.15xlarge.2 VMタイプでは、他のクラウドArmサーバーでは実現できないNUMAトポロジを使用して、Kunpeng 920 CPUを2つ組み合わせて動作させることができる。

Graviton 3 は Redis の実行時には Yitian に勝ったが、memcached のスループットの測定では中国製チップが勝利し、RocksDB スループットのテストに使用された 3 つのワークロードのうち 2 つでも勝利した。

クラウドにおける Arm サーバー CPU ベンチマーク

クラウドにおける Arm サーバー CPU ベンチマーク – クリックして拡大

この論文では、Armサーバーのコスト効率をIntelベースの同世代製品と比較しています。Arm CPUはXeon CPUに比べてシステムコールを2倍多く実行するという非効率性があるにもかかわらず、特定の状況やワークロードにおいては、GravitonとYitianの方が優れた価値を提供します。

こうした要因があるため、Loghin 氏は「パフォーマンスが重要でない場合は、Arm サーバーが理想的な選択肢になる可能性がある」と主張しています。

同氏は、Arm サーバーは 3 つの対策によってさらに改善できると考えています。その 1 つはクロック速度のわずかな向上で、これにより「わずかなコストの増加でパフォーマンスが向上する」と Loghin 氏は考えています。

また彼は、Linux カーネル開発者に、Arm ベースのシステムでは x86-64 のシステムに比べて約半分の速度であるシステム コールのパフォーマンスを分析し、改善するよう求めています。

研究者の最後の願いは、ソフトウェア開発者が Scalable Vector Extensions などの Arm の機能を活用して、アプリケーションのパフォーマンスを向上させることです。

これら 3 つの提案を採用すれば、クラウド対応 Arm サーバーは Xeon に対するさらに強力な対抗馬になる可能性があると Loghin 氏は感じています。

あるいは、すでにそうなっているのかもしれない。ロギン氏は、2023年12月にリリースされるAWSのGraviton 4は、理論上は高速で強力に見えると認めている。しかし、現在はプレビュー顧客にのみ提供されているため、一般のユーザーが実際に試用するには待たなければならない。®

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