Mis on ARM-serverid?

ARM-serverid on serverid, mis põhinevad ARM-ar­hi­tek­tuu­ril, mitte x86-käskude komp­lek­til. Kuna nõudlus ener­gia­tõ­hu­samate ser­ve­ri­la­hen­duste järele and­me­kes­kus­tes kasvab, on ARM-põhised serverid muutumas üha po­pu­laar­se­maks.

Mis on ARM-serverite aluseks olev ar­hi­tek­tuur?

ARM-ser­ve­ri­prot­ses­so­rid on ehitatud RISC-ar­hi­tek­tuu­ril (Reduced Inst­ruc­tion Set Computing). Erinevalt x86-prot­ses­so­ri­tes (nt Intel ja AMD) levinud CISC-ar­hi­tek­tuu­rist (Complex Inst­ruc­tion Set Computing) töötab RISC liht­sus­ta­tud käskude komp­lek­tiga. See vä­hen­da­tud käskude komplekt nõuab vähem energiat, mis võimaldab ARM-prot­ses­so­ri­tel töötada tõ­hu­sa­malt. ARM-ar­hi­tek­tuur ei ole aga mingil juhul nõrgem. Ar­hi­tek­tuur on spet­siaal­selt op­ti­mee­ri­tud pa­ral­leel­sete prot­ses­side jaoks ning pakub kõrget efek­tiiv­sust ja ska­lee­ri­ta­vust kaas­aeg­se­tes ra­ken­dus­tes, mis ei sõltu suuresti ühe tuuma kõrgest jõud­lu­sest.

Viimastel aastatel on sellised et­te­võt­ted nagu Nvidia ja Amazon Web Services (AWS) teinud mär­ki­mis­väär­seid edusamme et­te­võ­tete ja pilve ra­ken­duste va­ja­dus­tele vastavate suure jõud­lu­sega ARM-serverite aren­da­misel. Ar­hi­tek­tuuri kaas­aeg­sed ver­sioo­nid, nagu ARMv9, pakuvad eeliseid tipp­ta­se­mel ra­ken­dus­tele, nagu te­hisin­tel­lekt ja masinõpe. Näiteks AWS pakub oma Graviton-prot­ses­so­rite perekonda, mis hõlmab spet­siaal­selt nende and­me­kes­kuste jaoks loodud ARM-põhiseid CPU-sid. Selle tu­le­mu­sena on ARM-ar­hi­tek­tuur arenenud peamiselt mo­biil­sead­me­tes ka­su­ta­ta­vast la­hen­du­sest and­me­kes­kuste ja suure jõud­lu­sega arvutuste usal­dus­väär­seks aluseks.

Millised on ARM-serverite eelised?

Tänu oma ar­hi­tek­tuu­rile pakuvad ARM-serverid mitmeid eeliseid x86-ar­hi­tek­tuu­ride ees.

Ener­gia­tõ­hu­sus

ARM-serverite olulisim eelis on nende ener­gia­tõ­hu­sus. Kuna ARM-ar­hi­tek­tuur oli algselt mõeldud pika aku kest­vu­sega mo­biil­sead­me­tele, on selle prot­ses­so­rid op­ti­mee­ri­tud mi­ni­maalse ener­gia­tar­bi­mise jaoks. See ener­gia­tõ­hu­sus on kasulik ka and­me­kes­kus­tes, kus ener­gia­tar­bi­mine ja jahutus on ta­va­li­selt olulised ku­lu­te­gu­rid. ARM-serverid või­mal­da­vad et­te­võ­te­tel oluliselt vähendada ener­gia­ku­lusid, mis mõjub po­si­tiiv­selt ka nende sü­si­nik­diok­siidi heit­ko­gus­tele.

Suur ska­lee­ri­ta­vus ja paind­lik­kus

ARM-serverid pakuvad suurt ska­lee­ri­ta­vust, kuna ar­hi­tek­tuur võimaldab in­teg­ree­rida ühte prot­ses­so­risse suure arvu tuumad ilma ener­gia­tõ­hu­sust ohus­ta­mata. See teeb ARM-põhised serverid ideaal­seks töö­koor­muste jaoks, mis hõlmavad ula­tus­likku pa­ral­leel­set tööt­le­mist, kus palju arvutusi tuleb teha sa­ma­aeg­selt. Seetõttu sobivad ARM-serverid eriti hästi pil­ve­kesk­kon­da­dele ja kaas­aeg­se­tele kon­tei­ne­ri­töö­koor­mus­tele.

Madalamad te­ge­vus­ku­lud

Tänu oma ener­gia­tõ­hu­su­sele aitavad ARM-serverid kaasa ku­lu­tõ­hu­sama ope­rat­sioo­ni­lise inf­ra­struk­tuuri loomisele. Et­te­võ­te­tele, kes kasutavad and­me­kes­kus­tes mitmeid servereid, pakub ARM-serverite ka­su­ta­mine võimalust oluliselt vähendada te­ge­vus­ku­lusid ilma jõudlust oh­ver­da­mata. Lisaks võivad ARM-põhiste serverite lit­sent­si­ku­lud olla madalamad, kuna paljud ARM-ra­ken­dused kasutavad avatud läh­te­koo­diga ope­rat­sioo­ni­süs­teeme ja tarkvara.

Millised on ARM-serverite ta­va­pä­ra­sed ka­su­tus­juh­tu­mid?

ARM-serverid sobivad hästi kaas­aeg­se­tesse ra­ken­dus­tesse, mis nõuavad ula­tus­likku pa­ral­leel­set tööt­le­mist. Sõltuvalt konk­reet­sest ka­su­tus­juh­tu­mist võib ARM-ar­hi­tek­tuur aga kon­ku­ree­rida tra­dit­sioo­ni­liste x86-prot­ses­so­ri­tega ka ta­va­pä­ra­se­ma­tes ser­ve­ri­ra­ken­dus­tes. Allpool on toodud mõned ARM-serverite peamised ka­su­tus­juh­tu­mid:

Pil­vand­me­tööt­lus

ARM-serverite oluline ka­su­tus­ala on pil­vand­me­tööt­lus. ARM-prot­ses­so­rid on selles vald­kon­nas oma väärtust tõestanud, eriti seoses ska­lee­ri­ta­vuse ja ener­gia­tõ­hu­su­sega, mis teeb need at­rak­tiiv­seks sel­lis­tele tee­nu­se­pak­ku­ja­tele nagu AWS, Microsoft Azure ja Google Cloud. Need on ideaalsed pa­ral­leel­sust nõudvate ra­ken­duste jaoks, nagu mik­ro­tee­nu­sed ja kon­tei­ne­ri­see­ri­tud töö­koor­mu­sed. Pilves oma rakendusi käitavad ja ku­lu­tõ­hu­su­sele kes­ken­du­vad et­te­võt­ted saavad kasu ARM-põhistest ins­tant­si­dest, kuna need on üldjuhul öko­noom­se­mad käitada.

Veebi- ja ra­ken­dus­ser­ve­rid

ARM-serverid sobivad ka­su­ta­miseks ka veebi- ja ra­ken­dus­ser­ve­ri­tena. Eriti suure liik­lu­sega vee­bi­sai­tide või palju sa­ma­aeg­seid ühendusi nõudvate ra­ken­duste puhul saavad ARM-põhised serverid ära kasutada oma pa­ral­leelse tööt­le­mise eeliseid. See võimaldab et­te­võ­te­tel vähendada te­ge­vus­ku­lusid tänu ma­da­la­male ener­gia­tar­bi­misele ja väik­se­ma­tele ja­hu­tus­nõue­tele.

Äärte ar­vu­tus­teh­nika ja IoT ra­ken­dused

Teine kasvav ARM-serverite ka­su­tus­ala, eriti selliste uuen­dus­tega nagu ARMv9, on ser­va­ar­vu­tus. Kuna ARM-prot­ses­so­rid on loomult ener­gia­tõ­hu­saks tööks loodud, sobivad need ideaal­selt and­me­al­lika lähedal (st võrgu servas) asuvate ar­vu­tus­üles­an­nete jaoks. See on eriti oluline asjade interneti (IoT) puhul, kus arvukad andurid ja seadmed vajavad and­me­al­lika lähedal paiknevat kohalikku ar­vu­tus­võim­sust. ARM-põhised ser­va­ser­ve­rid või­mal­da­vad kiiret rea­gee­ri­mis­aega ja usal­dus­väär­set tööt­le­mist ilma suure ener­gi­ava­ja­du­seta.

Te­hisin­tel­lekt ja masinõpe

Tänu oma pa­ral­leel­sele tööt­le­mis­või­mele ja riistvara spet­sia­li­see­ru­mise po­tent­siaalile sobivad kaas­aeg­sed ARM-serverid hästi ka te­hisin­tel­lekti ja masinõppe ra­ken­dus­tele. 2021. aastal turule toodud ARMv9 pakub mitmeid eeliseid, mis muudavad selle eriti sobivaks just nimetatud ra­ken­dus­ala­dele.

Arendus- ja tes­ti­mis­kesk­kon­nad

ARM-serverid on ka suu­re­pä­rane valik arendus- ja tes­ti­mis­kesk­kon­na­deks. Arendajad saavad ARM-servereid kasutada ARM-ar­hi­tek­tuu­ril põ­hi­ne­vate mobiil- ja IoT-seadmete ra­ken­duste tes­ti­miseks. ARM-serverite ka­su­ta­mine sellistes kon­teks­ti­des võimaldab luua rea­list­li­kud tin­gi­mu­sed, tagades rakenduse tõhusa ja usal­dus­väärse toimimise siht­plat­vormi­del.