O que são ser­vi­do­res ARM?

Os ser­vi­do­res ARM são ser­vi­do­res baseados na ar­qui­te­tura ARM, em vez de uti­li­za­rem o conjunto de ins­tru­ções x86. À medida que cresce a procura por soluções de servidor mais efi­ci­en­tes em termos ener­gé­ti­cos para centros de dados, os ser­vi­do­res baseados em ARM estão a ganhar cada vez mais re­le­vân­cia.

Fun­da­men­tos técnicos da ar­qui­te­tura dos ser­vi­do­res ARM

Os pro­ces­sa­do­res ARM baseiam-se na ar­qui­te­tura Reduced Ins­truc­tion Set Computing (RISC), ou «com­pu­ta­ção com conjunto de ins­tru­ções reduzido» em português. Ao contrário da ar­qui­te­tura CISC (Complex Ins­truc­tion Set Computing, ou «com­pu­ta­ção com conjunto de ins­tru­ções complexo» em português), comum nos pro­ces­sa­do­res x86 (como os da Intel e da AMD), a RISC utiliza um conjunto de ins­tru­ções sim­pli­fi­cado. Este conjunto reduzido requer menos energia, o que permite que os pro­ces­sa­do­res ARM sejam mais efi­ci­en­tes. No entanto, isso não significa que a ar­qui­te­tura ARM seja menos potente: ela foi projetada es­pe­ci­fi­ca­mente para processos paralelos e pode oferecer um alto nível de efi­ci­ên­cia e es­ca­la­bi­li­dade em apli­ca­ções modernas que não dependem es­tri­ta­mente do de­sem­pe­nho por núcleo.

Nos últimos anos, empresas como a Nvidia e a Amazon Web Services (AWS) avançaram sig­ni­fi­ca­ti­va­mente no de­sen­vol­vi­mento de ser­vi­do­res ARM potentes que atendem aos re­qui­si­tos de apli­ca­ções em­pre­sa­ri­ais e na nuvem. As versões modernas dessa ar­qui­te­tura, como a ARMv9, oferecem inúmeras vantagens para apli­ca­ções como in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e apren­di­za­gem au­to­má­tica. Por exemplo, a AWS de­sen­vol­veu a sua própria família de pro­ces­sa­do­res Graviton, CPUs baseadas em ARM e adaptadas es­pe­ci­fi­ca­mente para os seus centros de dados. Assim, a ar­qui­te­tura ARM, que ini­ci­al­mente era usada prin­ci­pal­mente em dis­po­si­ti­vos móveis, tornou-se uma base confiável para centros de dados e com­pu­ta­ção de alto de­sem­pe­nho.

Vantagens dos ser­vi­do­res ARM

Graças à sua ar­qui­te­tura, os ser­vi­do­res ARM oferecem várias vantagens em relação às ar­qui­te­tu­ras x86:

Efi­ci­ên­cia ener­gé­tica

A principal vantagem dos ser­vi­do­res ARM é a sua efi­ci­ên­cia ener­gé­tica. Uma vez que a ar­qui­te­tura ARM foi ori­gi­nal­mente de­sen­vol­vida para dis­po­si­ti­vos móveis que ne­ces­si­tam de uma bateria de longa duração, os seus pro­ces­sa­do­res são oti­mi­za­dos para consumir o mínimo de energia possível. Isto é es­pe­ci­al­mente vantajoso em centros de dados, onde o consumo de energia e os custos de re­fri­ge­ra­ção re­pre­sen­tam fre­quen­te­mente um fator sig­ni­fi­ca­tivo. Com os ser­vi­do­res ARM, as empresas podem reduzir sig­ni­fi­ca­ti­va­mente os seus custos ener­gé­ti­cos, me­lho­rando também o seu balanço de emissões de dióxido de carbono.

Alta es­ca­la­bi­li­dade e fle­xi­bi­li­dade

Os ser­vi­do­res ARM oferecem grande es­ca­la­bi­li­dade, pois a sua ar­qui­te­tura permite incluir um grande número de núcleos num único pro­ces­sa­dor sem com­pro­me­ter a efi­ci­ên­cia ener­gé­tica. Isso os torna ideais para cargas de trabalho altamente paralelas, onde muitas operações devem ser re­a­li­za­das si­mul­ta­ne­a­mente. Por esse motivo, os ser­vi­do­res ARM são es­pe­ci­al­mente adequados para ambientes em nuvem e cargas de trabalho modernas baseadas em con­ten­to­res de software.

Custos ope­ra­ci­o­nais reduzidos

Graças à sua efi­ci­ên­cia ener­gé­tica, os ser­vi­do­res ARM con­tri­buem para uma in­fra­es­tru­tura ope­ra­ci­o­nal mais económica. Para empresas que gerem grandes quan­ti­da­des de ser­vi­do­res em centros de dados, os ser­vi­do­res ARM permitem reduzir sig­ni­fi­ca­ti­va­mente os custos sem sa­cri­fi­car o de­sem­pe­nho. Além disso, muitas im­ple­men­ta­ções baseadas em ARM utilizam sistemas ope­ra­ti­vos e software de código aberto ou open source, o que também pode diminuir os custos de li­cen­ci­a­mento.

Apli­ca­ções dos ser­vi­do­res ARM

Os ser­vi­do­res ARM destacam-se es­pe­ci­al­mente em apli­ca­ções modernas que requerem pro­ces­sa­mento paralelo intensivo, graças ao seu grande número de núcleos de pro­ces­sa­mento. No entanto, também podem competir com os pro­ces­sa­do­res x86 em apli­ca­ções de servidor mais tra­di­ci­o­nais, de­pen­dendo do caso de uso es­pe­cí­fico. A seguir, des­cre­ve­mos alguns dos prin­ci­pais campos de aplicação dos ser­vi­do­res ARM:

Com­pu­ta­ção em nuvem

Um dos prin­ci­pais usos dos ser­vi­do­res ARM é na área da com­pu­ta­ção em nuvem. Os pro­ces­sa­do­res ARM têm se mostrado muito eficazes nesse contexto graças à sua es­ca­la­bi­li­dade e efi­ci­ên­cia ener­gé­tica, o que os torna atraentes para for­ne­ce­do­res como AWS, Microsoft Azure e Google Cloud. Eles são es­pe­ci­al­mente adequados para apli­ca­ções que exigem pro­ces­sa­mento paralelo, como mi­cros­ser­vi­ços e apli­ca­ções baseadas em con­ten­to­res de software. As empresas que operam na nuvem e procuram otimizar custos be­ne­fi­ciam das ins­tân­cias baseadas em ARM, que tendem a ser mais eco­nó­mi­cas de operar.

Ser­vi­do­res web e de apli­ca­ções

Os ser­vi­do­res ARM também são uma boa opção como ser­vi­do­res web e de apli­ca­ções. Es­pe­ci­al­mente para páginas web ou apli­ca­ções com alta con­cor­rên­cia, os ser­vi­do­res ARM podem apro­vei­tar a sua ca­pa­ci­dade de pro­ces­sa­mento paralelo para gerir inúmeras ligações si­mul­tâ­neas. Além disso, o menor consumo de energia e as menores ne­ces­si­da­des de re­fri­ge­ra­ção con­tri­buem para reduzir os custos ope­ra­ci­o­nais.

Edge Computing e apli­ca­ções IoT

Outro campo de aplicação em cres­ci­mento, im­pul­si­o­nado pelo Armv9, é o chamado com­pu­ta­ção de ponta ou edge computing. Os pro­ces­sa­do­res ARM, pro­je­ta­dos para funcionar de forma eficiente em termos ener­gé­ti­cos, são ideais para tarefas de cálculo perto do local onde os dados são gerados, ou seja, na «borda» da rede. Isto é es­pe­ci­al­mente relevante no âmbito da Internet das Coisas (IoT), onde numerosos sensores e dis­po­si­ti­vos requerem pro­ces­sa­mento local para oferecer tempos de resposta rápidos e fiáveis sem consumir grandes quan­ti­da­des de energia.

In­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e apren­di­za­gem au­to­má­tica

Graças às suas ca­pa­ci­da­des de pro­ces­sa­mento paralelo e à pos­si­bi­li­dade de per­so­na­li­za­ção do hardware, os ser­vi­do­res ARM modernos são adequados para apli­ca­ções de in­te­li­gên­cia ar­ti­fi­cial e apren­di­za­gem au­to­má­tica. Com a in­tro­du­ção do ARMv9 em 2021, foram adi­ci­o­na­das melhorias sig­ni­fi­ca­ti­vas que tornam os ser­vi­do­res ARM uma opção ideal para estas áreas.

Ambientes de de­sen­vol­vi­mento e teste

Os ser­vi­do­res ARM também são uma excelente opção para ambientes de de­sen­vol­vi­mento e teste. Os pro­gra­ma­do­res podem utilizar ser­vi­do­res ARM para testar apli­ca­ções des­ti­na­das a dis­po­si­ti­vos móveis e IoT, que também se baseiam na ar­qui­te­tura ARM. A uti­li­za­ção de ser­vi­do­res ARM nestes casos permite trabalhar em condições reais, ga­ran­tindo assim que as apli­ca­ções funcionam de forma estável e eficiente nas pla­ta­for­mas de destino.