👆🏻 👨🏽‍💻 🛠️ アームレスリング 🤵🏽 👩🏾 👩‍🌾

最近、ARMアーキテクチャ上に構築されたシステムでサーバー市場を征服する計画について、ますます多くのニュースが現れ始めています。さらに、 CalxedaのリアルサーバーARMプロセッサと、 Boston Viridisの HPベースのシステム-まもなくHP- Moonshotがシリコンに組み込まれました。

私はIntel®Atom™ベースのサーバーを4年間使用していますが、ARMは携帯電話とタブレット側からしか馴染みがありません。最新のARMプロセッサには何ができますか？彼はアトムと競争することができますか？私は、Phoronixでの合成のみをサーバーフロントで直接比較することはできませんでした。興味深いテストはAnandTechで行われましたが、Xeonがあります。 CalxedaはベンチマークでもXeonsと比較しています。静的な結果を得るために、Linux + NGINXバンドルのAtomと比較するのは興味深いことでした。

これらのプロセッサの最初の目標であるネットブック/ネットトップに加えて、Atomsは、中規模オフィス、ネットワークストレージ（ファイルサーバー）、フロントエンドサーバーおよび静的サーバーのユニバーサルルーター（proxy-mail-firewall）で定着しました。なぜまさに静的なのか-それはそのようなタスクに必要な最低限のプロセッサだからです。そして、親愛なる仲間は、HPは私よりもよく知っており、アプリケーションサーバーまたはクラウドコンピューティングである可能性が非常に高いと書いていますが、銃の口径は少なくとも何らかの形で屠体のサイズと相関するはずです。はい、蚊の雲がクマを噛むかもしれませんが、長くて痛みを伴います。

知識のある人は、静的にはCDN を使用する必要があるというコメントを確実に書くでしょう。そのような質問を予想して答えます。はい、タスクの規模（および顧客のウォレット）が適切な場合に使用できます。私は定期的に価格を監視し、無制限の（またはほぼ無制限の）100メガバイトのアップリンクに掛かっているレンタルAtomsと価格を比較する人を見るまで。たとえば、5台のサーバーがあり、それぞれが月に7〜22 TBを生成します。 Amazonでいくらかかりますか？

相手の選択

テストには、最新のマルチコアARMプロセッサ、SATAポート、少なくとも100メガビットイーサネットオームのボードが必要です。選択は非常に限られていることが判明しました-ここでは、前述のBoston Viridisのシステムが20,000ドルであるか、開発者SABER Liteのボードが220ドルでした。私は長い間選択しませんでした:)

残念ながら、注文時には、 Wandboardの同じプロセッサでより高度な（+ 1GB RAM、+ WiFi、+ Bluetooth）および安価な（$ 129）ボードはまだ利用できず、Samsung Exynos 5250（ARM Cortex-A15 @ 1.7GHz）はすでにキャンセルされています。

Freescale i.MX6Qプロセッサは、Cortex-A9コアに基づいています。新鮮ではありませんが、Calxedaは同じコアに基づいており、他に何も見つかりませんでした。さらに、以前のi.MX51シリーズの中国語タブレットでのピッキング経験が豊富でした。 Cortex-A9の動作を調べて、同じ周波数のA15 が40％高速になることを受け入れた後、Cortex-A15がより高い周波数の仮想システムに結果を大まかに外挿できます。

競合他社

Atomプロセッサは2つのモデルで提供されます。

SuperMicroプラットフォームSuperServer 5015A-EHF-D525上の古き良きD525
インテル®デスクトップボードD2700MUDの廃止されたフラッグシップD2700

システムの周波数のスケーリング方法を見つけるには、2つのモデルが必要です。残念ながら、Intelは、省エネ技術（電力/周波数管理）は安価なデスクトッププロセッサでは役に立たないと判断し、すでに何も消費していません。

i.MX6Qプロセッサは、996MHzと396MHzの2つのバージョンでも検討されます。これらはcpufreqでサポートされている周波数です。

すべてのシステムのソフトウェアと設定は同じです。GentooLinux 3.x、NGINX 1.4.1、OpenSSL 1.0.1e、GCC 4.8.1（-O3 -march = native）、およびARMにはThumbでコードを生成するための追加オプションがあります（- mthumb）。後者についてはさまざまな意見がありますが、特に私のシステムでは、コードが小さくなることが保証されているという事実に加えて、ほとんどのテストでわずかに高速です。

Atomのシステムは、32ビットモードと64ビットx86-64およびx32 ABIでテストされます。なぜx32なのか？ - 神話の暴言をチェックするのは面白い！

ギガビットポートを備えたテストシステムとクライアントコンピューターは、ギガビットスイッチに含まれています。

計量

	Intel Atom D2700	フリースケールi.MX6Q
コアの数	2	4
スレッド数	4	4
クロック速度	2.13 GHz	996 MHz
L2キャッシュ	1 MB	1 MB
収容人数	64ビット	32ビット
CPU消費電力	10ワット	3ワット
ボード+ SSDの負荷時の最大消費電力	30ワット	9ワット
マザーボードの重量:)	336グラム	74グラム
価格	52ドル	40ドル

これらのシステムを直接比較することが完全に正しいわけではないことは明らかです。さまざまなアーキテクチャ、i.MXは自給自足のSoCであり、D2700はサウスブリッジと他のコンパニオンチップからのストラップを必要とする古典的なマイクロプロセッサです。同程度の統合を持つAtomはまだありませんが、プロセスは飛躍的に進みます。

Atomsの利点には、64ビットモードのサポートが含まれます。実際の利点は、テストでテストします。

i.MX6QはCortex-A9コアに基づいています。つまり、対戦相手とは異なり、アウトオブオーダーの実行と4つの正直なカーネルをサポートします。さらに、CAAMハードウェアベースの暗号化エンジンが統合されています-私たちもそれを研究しようとします。

合計GHzの観点では、パリティはAtomでほぼ4.26ですが、i.MX6Qでは3.98です。

ジャッジの故意の決定により、対戦相手は同等の重量のカテゴリーで認識され、次の段階に進みます。

写真撮影

規模を拡大するために、写真は32GBの最新のSSDシリコンパワーT10（JMicron JMF616）を示しています。すべてのテストシステムがインストールされます。

これは最速のオプションではありませんが、宣言された読み取り速度200 MB / sはギガビットチャンネルをカバーするのに十分であり、100メガビットは言うまでもありません。

また、人間の愚かさの記念碑としてmSATAモジュールがあり、すべてのMini-PCIE == mSATAマザーボードがそうではないことを思い出させてください。 Intelでも。

資格

SPEC合成の代わりに、Webサーバーのパフォーマンスが依存するサブシステムの簡単なテストを実施します。

データは以下を使用して収集されました

単純なスクリプト：

#!/bin/bash CPU=`uname -p` CIPHERS="rc4 aes-128-cbc aes-256-cbc" MULTI="1 2 4" SPEED="openssl speed -elapsed -multi" GFILE="/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor" if [ -f "${GFILE}" ]; then GVRS="powersave performance" else GVRS="stub" GFILE="/dev/null" fi for G in ${GVRS}; do # Set frequency echo "${G}" > "${GFILE}" sleep 1 # Log file name if [ "${GVRS}" != "stub" ]; then FREQ=`cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq` else FREQ=`grep "cpu MHz" /proc/cpuinfo | head -n 1 | awk '{print $4}'` fi BDIR="${CPU}/@${FREQ}" if [ ! -d "${BDIR}" ]; then mkdir -p "${BDIR}" fi # hard disk testing LOG="${BDIR}/hdparm.txt" for I in 1 2 3; do echo "#${I} :" >> "${LOG}" hdparm -tT /dev/sda >> "${LOG}" done # gzip testing LOG="${BDIR}/gzip.txt" for I in 1 2 3; do echo -n "#${I} :" >> "${LOG}" { time gzip -c pages/*.html >/dev/null ; } 2>>"${LOG}" done # OpenSSl testing for M in ${MULTI}; do for C in ${CIPHERS}; do LOG="${BDIR}/ssl_m${M}_${C}.txt" for I in 1 2 3; do echo -n "#${I} :" >> "${LOG}" ${SPEED} ${M} ${C} | tail -n 1 >> "${LOG}" done done done done

トレーニング-gzip圧縮

サーバーがPHP-FPM / FCGIサーバーのフロントエンドであるとしましょう。答えを圧縮することは、良い形の兆候です。さて、トラフィックは節約されます。

合計サイズ42 MBの441ファイル（phpBBフォーラムの一般的なページ）を圧縮します。

i.MXは失われますが、これはシングルスレッドテストであるため、すべてがそれほど悪いわけではありません。低速メモリサブシステムに書き込みます。

ウォームアップ-RC4（高速）およびAES-256（クール）アルゴリズムを使用したOpenSSL暗号化速度

多くのクライアントがhttps：//を必要としているため、写真も含めすべてを暗号化する必要があります。

i.MX6Qには、以下をサポートするCAAM暗号アクセラレーターが含まれています

多くの便利なもの

HW強制アクセス制御を備えたセキュアメモリ機能

暗号化認証

*ハッシュアルゴリズム

* MD5

* SHA-1

* SHA-224

* SHA-256

*メッセージ認証コード（MAC）

* HMAC-allハッシュアルゴリズム

* AES-CMAC

* AES-XCBC-MAC

*自動パディング

* ICVチェック

認証された暗号化アルゴリズム

* AES-CCM（CBC-MACのカウンター）

対称キーブロック暗号

* AES（128ビット、192ビット、または256ビットキー）

* DES（キーパリティを含む64ビットキー）

* 3DES（キーパリティを含む128ビットまたは192ビットキー）

暗号モード

*すべてのブロック暗号のECB、CBC、CFB、OFB

* AESのCTR

対称キーストリーム暗号

* ArcFour（40〜128ビットキーを備えたRC4とされる）

*乱数生成

*エントロピーは独立したフリーランニングリングオシレーターを介して生成されます

*エントロピーを生成しない場合、発振器はオフです。低消費電力向け

*ハードウェアで生成されたエントロピーを使用してシードされたNIST準拠の擬似乱数ジェネレーター

それらの中にはRC4とAES-256があります。ハードウェアを高速化することは非常に魅力的です。しかし、それはもう少し複雑であることが判明しました。標準OpenSSLは、LinuxカーネルCrypto-APIを使用しません。フリースケールサポートは、OpenSSLがNetKey API（AF_ALG？）を介してOpenSSLを使用できると書いています。しかし、明らかに使用されていません。それから、 Cryptodev-linuxモジュールに出会いました。カーネルでの/ dev / cryptoサポートを有効にし、-DHAVE_CRYPTODEVを使用してOpenSSLを再構築しました。まだ見えない。ネイティブcryptodevを無効にし、このサイトからカーネルとOpenSSLパッチをパッチしました。そして奇跡！ -彼らはお互いを見ました。しかし、速度は残念なことに低かった。実際、最新のプロセッサでは、ソフトウェアでの暗号化がより高速になる可能性が高いという警告がありました。そして、それは美しく、ハードウェア、非同期的に、しかしゆっくりと判明しました。他の何かがドライバーを微調整し、より速く動作するかもしれませんが、今のところオプションではありません。

i.MXは再び失われますが、多くは失われません。 i.MXの2スレッドと4スレッドの速度の違いは正確に2倍ですが、正直なコアが4つあるので驚くことではありません。しかし、原子ははるかに興味深いです。 x86モードでは、差は1.45です。ハイパースレッディングは仮想コアのほぼ全体を追加し、64ビットモードでの違いはわずか1.3です。ハイパースレッディングからの効率は低くなりますが、全体的なパフォーマンスはさらに高くなります。 D2700とD525の結果の差は、周波数に比例します。

i.MXはついに突如前進しました。おそらくこれは、アルゴリズムがより多くのコンピューティングリソースを必要とし、メモリ要件が低いという事実によるものです。

Atomキャンプでは、ハイパースレッディングのパフォーマンスの違いがさらに顕著になりました。コードが最適化/高速化されるほど、仮想コアからの利益は少なくなります。ほとんどの場合、問題は順序付けられたアーキテクチャです。1つのスレッドがカーネルリソースを完全にロードするほど、2番目のスレッドに残るスレッドは少なくなります。

戦いに

4つのシステムでテストするために、 nginxは同じ構成とデータで作成されました。ルートが1つで設定が異なる3つの仮想サーバー：ポート80で通常、443でRC4暗号化を使用したSSL、444でAES-256を使用したSSL。

統計は、 Apache Benchユーティリティを使用して収集されました。

これがこのスクリプトです

 #!/bin/bash HOST="test.XXXX.net" CONQS="1 2 4 10 100 1000" PREFS="http://${HOST} https://${HOST} https://${HOST}:444" AB="ab -d -k -n 1000" for P in ${PREFS}; do URL="${P}/plain/test.htm" echo ${URL} echo "Plain HTML" for C in ${CONQS}; do echo -n "C=${C} : " ${AB} -c ${C} "${URL}" 2>&1 | grep "Transfer rate:" | awk '{print $3}' done echo "Gzipped HTML" for C in ${CONQS}; do echo -n "C=${C} : " ${AB} -H "Accept-Encoding: gzip" -c ${C} "${URL}" 2>&1 | grep "Transfer rate:" | awk '{print $3}' done URL="${P}/plain/test.jpg" echo ${URL} for C in ${CONQS}; do echo -n "C=${C} : " ${AB} -c ${C} "${URL}" 2>&1 | grep "Transfer rate:" | awk '{print $3}' done done CONQS="1 2 4 10 100" AB="ab -d -k -n 100" for P in ${PREFS}; do URL="${P}/plain/test.bin" echo ${URL} for C in ${CONQS}; do echo -n "C=${C} : " ${AB} -c ${C} "${URL}" 2>&1 | grep "Transfer rate:" | awk '{print $3}' done done

ラウンド1-静的HTMLファイル

ここで、さらに、速度はabが示すように、キロバイト/秒で示されます。つまり、20,000 kB /秒-これは20 MB / sです

/ cXXは、同時実行セッションの数を示します。

i.MXシステムの遅れは非常に驚くべきものです。はい、100メガビット（これは私のタスクには十分です）、500メガバイトまでも提供しますが、なぜAtomsのようなギガビットではありませんか？「2バイトを送信する方法」と言われる単純なタスクの一種。カーネルのパッチコード、ポート、異なる設定を置き換えました-同じこと。それから彼は専門のフォーラムを駆け巡りました、そして、ここに待ち伏せがあります-それはソフトウェアによって治すことができないハードウェアバグであることが判明しました。

ラウンド2-圧縮された静的HTMLファイル

原子は自信を持って勝ちます。 X32 ABIにはわずかな利点があります。

ラウンド3-RC4圧縮および暗号化を使用した静的HTMLファイル

アトムのために再びラウンド。 x86に対するx64の大きな優位性。ゲインは、新しいx32 ABIで明らかに顕著です。

ラウンド4-圧縮および暗号化を使用したAES-256静的HTMLファイル

64ビットAtoms先。 x64システムは完全に不可解に「シュート」します。 i.MXはx86より少し先です！

ラウンド5-JPEGファイル

ラウンド6-RC4暗号化JPEGファイル

ラウンド7-AES-256暗号化JPEGファイル

ラウンド8-大きな100MBファイル

ここで最初のノックダウンが発生しました-i.MXは常にハングし始めました。 73°-センサーによると、非常に熱い蓋に触れました。

ラジエーターを接着しました

残りの3ラウンドはスムーズに進みました。

結果は、JPEGのテストと完全に一致するため、原則として省略できます。これは、静的HTMLを使用したテストと同様です。

結果

アトムはポイントで勝ちます。

しかし、100メガビットのチャネルを詰まらせるという形での注目度の高いタスクには、i.MXで400MHzで十分です。さて、フロントエンド（縮小された暗号化されたHTMLの配布）はまだ存在しないはずです。

メモリサブシステムを含むA15のパフォーマンスに関するARMの主張を信じるなら、Cortex-A15がおそらく勝者でしょう。

アームレスリング