现今,全球的芯片市场正在经历一场巨变,以人工智能AI、物联网IoT、5G等为代表的新兴技术正在推动着人类进入全面智能的社会!自动驾驶、VR/AR等智能化应用的兴起,也使得传统的基于X86架构的产品很难满足日趋多样化的计算场景需求,市场正呼吁着新的计算架构的出现。随着众多专注ARM架构服务器芯片公司的不断努力,尤其是Ampere Computing(安晟培)的ARM v8架构和Neoverse N1系列中率先引入64位计算,ARM正携手各大厂商正式进入到服务器和云计算领域。
ARM,全称为Advanced RISC Machine,是英国Acorn有限公司设计的一款低功耗、低成本的RISC微处理器。自1983年ARM架构问世以来,ARM的设计进行了多次迭代和优化,基于ARM处理器的成本低、功耗小等特性,ARM已经是轻型的、便携式设备的理想选择,包括智能手机、笔记本电脑和平板电脑等设备,目前这些设备已搭载了约几千亿个ARM处理器。
X86是Intel研发的一种微处理器体系结构的泛称,它采用的是CISC(全称是Complex Instruction Set Computers,即复杂指令集计算机),以增加处理器本身复杂度作为代价,去换取更高的性能,但集成的指令集数量越来越多,给硬件带来的负荷也就越来越大,无形中增加了功耗和设计难度。
于是,RISC(全称ReducedInstruction Set Computers,即精简指令集计算机)诞生了,其设计初衷便是通过精简指令系统减少硬件设计的复杂程度,提高指令执行速度。在RISC中,无论简单还是复杂的操作,均由简单指令的程序块完成,因此在性能上RISC可能有所不如,但在功耗上RISC却比CISC低很多。
所以,可以这样通俗的理解,CISC的代表为X86架构,而RISC的代表则为ARM架构,ARM与X86的区别就是RISC与CISC的区别。
甲骨文正与Ampere Computing、ARM、GitLab、Jenkins等公司合作,加速ARM开发者生态系统的发展。目前,Oracle Cloud Infrastructure(OCI)已提供了基于Ampere Altra处理器和业界首个80核ARM服务器的Ampere A1机型,具备超低的价格、可预测的线性增长性能以及基于单线程核心架构而内置的安全架构,具有市场上最好的性价比。同时,Ampere A1 机型通过提供基于ARM的云到边缘基础设施所需的性能和可伸缩性,简化了ARM上的服务器端开发。
Ampere A1机型优势介绍
一、领先的性价比
Ampere A1机型提供业界领先的每CPU80核的Ampere Altra处理器,且所有的核都能够以3.0GHz的最高频率稳定运行,其中每个核都有自己的64KB L1 指令高速缓存、64KB L1数据高速缓存和高达1MB L2 数据高速缓存,并提供可预测的性能。
在基于行业标准的SPECrate2017 Benchmark测试中,Ampere A1实例的性价比是其他ARM服务器实例的2.5倍,而比较起基于x86的英特尔Skylake或AMD Naples实例来说,Ampere A1实例的性价比更是其4倍以上。与OCI的高性能云架构相结合,基于Ampere Altra处理器的Ampere A1在云中提供了最好的性价比。
二、灵活的CPU和内存配比
OCI为客户提供三种基于ARM的计算选择:灵活的虚机、强大的裸金属服务器以及专用区域的Cloud@Customer,分别适用于有不同需求的客户。
OCI独有的、灵活的CPU和内存配比方式,能支持企业选择任意数量的CPU核数(1-80核)和内存(1-512GB)来满足企业的工作负载需求,而不再局限于选择具有4个、8个或16个核以及每个核的静态内存比率的固定虚机(VM)大小。这种灵活性使客户能够构建更好地匹配工作负载需求的VM,从而在优化成本的同时获得最佳性能。
三、增强的安全
Ampere A1基于Altra处理器,其每个核都是单线程的,有自己的资源。通过在每个核上运行一个线程,线程之间不共享执行引擎、寄存器和L1/L2缓存,这就最大程度地限制了黑客的攻击面,消除了潜在的核共享、线程安全等问题,并增强了处理器的安全。
结合Altra处理器内置的安全性,OCI的安全策略跨越了计算、网络和存储,同时它还辅以其他基本的安全服务,为最关键的业务工作负载提供所需的安全级别。
四、线性可伸缩性和可预测的性能
众所周知,性能对于云端的工作负载至关重要。Ampere Altra处理器旨在云中所需的规模下提供可预测的性能,其处理器的单线程核则能确保任何时候资源都不会被抢占。因此,对于特定的云端工作负载,这些基于ARM的CPU并不依赖通过超频来实现更高的性能,其能持续3.0GHz的最大频率并提供可预测的性能。同时,Altra的单线程内核和缓存设计还确保了随着内核数量的增加,性能几乎呈线性增长。这尤其有利于计算密集型工作负载,如媒体编码、加密、AI推断和HPC等。
五、丰富的开发者生态系统
现今,Oracle正与一系列技术和开源合作伙伴密切合作,使客户能够获得合作伙伴生态系统的最新技术和深入的专业知识。为了让客户充分利用最新的ARM技术,Oracle推出了ISV开发工具、GitLab、Jenkins、Docker等开源组织,以及ARM等技术合作伙伴,以支持客户快速构建和运行基于ARM的服务器端解决方案,无缝地移植现有应用程序。同时,Oracle也提供了针对Oracle Linux、Java和MySQL的ARM端口,以利于客户在A1计算平台上的快速开发。
六、操作系统和运行时的多种选择
Ampere A1支持常用的Linux发行版,如Oracle Linux和Ubuntu。所有这些映像都能很容易地获取到,并且可以从OCI控制台进行快速部署。目前,Ampere A1的Oracle Linux 开发映像使客户能轻松安装、配置和启动一个开发环境,其中包括常用的编程语言和OCI客户端工具和实用程序,如Java、Python、PHP、Node.js、Go和C/ C++等。
由于Ampere A1机型具有ARM处理器所具备的低成本、低功耗、线性可伸缩性和可预测的性能等特点,目前已被广泛应用于以下场景,如:
容器化的工作负载
数据库和内存数据库,包括MySQL
Web应用程序
媒体编/解码
人工智能和机器学习(ML)推理
手机应用和游戏开发
高性能计算(HPC)
对比基于Intel的X7、X9机型和基于AMD的E3、E4机型来说,Ampere A1机型提供了极具竞争优势的价格,其每OCPU每小时仅需0.01美金,内存每GB每小时仅需0.0015美金。
本次示例将会详细介绍如何在OCI中创建AmpereA1计算实例,并在其上使用Oracle Linux 8.0中提供的一组新的容器工具(Podman)进行一个Java应用的容器化部署。
首先登录OCI Console,创建一个基于ARM的Ampere A1计算实例
接着修改默认的操作系统映像
选择最新的Oracle Linux 8
接着点击“更改配置”按钮
在配置系列中选择“Ampere”
勾选“VM.Standard.A1.Flex”,并任意选择OCPU和内存量配比
在网络部分,可以新建虚拟云网络VCN,也可以沿用以前创建好的VCN,本次为了简便,选择以前已经创建好的VCN
最后上传已生成好的公钥,并点击“创建”按钮
短短几秒钟后,Ampere A1实例创建成功,此时记录下其公共IP地址
接着使用私钥登录到公共IP地址对应的虚机中,运行如下命令在线安装container-tools工具
安装Podman容器工具
从GitHub中获取最新的Java应用代码
使用Podman容器工具构建Java应用
使用Podman创建一个Pod
启动Mysql数据库容器
在Tomcat上进行容器化Java应用部署
部署成功后,输入对应的URL(如http://***:8080/todo/)即可访问Ampere A1实例上容器化部署的Java应用。
继最近发布的E4、Optimized3机型后,Oracle正式推出基于ARM的Ampere A1机型,提供给客户更多的计算类型的选择,同时也支持客户选择任意数量的CPU核数和内存来满足其工作负载需求。使用基于ARM的云计算,客户可以更经济的方式运行现有的工作负载,在保证最优化性能的同时最小化成本。

作者简介
洪俊,甲骨文云架构团队资深咨询顾问,具有13+年的IT行业从业经验,专注于甲骨文IaaS+PaaS及区块链、人工智能领域,在SOA/BPM,API治理及管控等集成领域有深入的研究。您可以通过jone.hong@oracle.com,与他联系。