POWER9 против x86: кто кого? Первые тесты

Об альтернативных платформах мы, к сожалению, пишем редко, а если и пишем, то речь, как правило, идёт о серверах, суперкомпьютерах и кластерных системах, где процессорные архитектуры, отличные от x86, и не собираются сдавать своих позиций. Но в секторе настольных решений влияние других архитектур, к сожалению, ничтожно, хотя и не равно нулю: разработка серверных приложений под архитектуры SPARC или POWER требует наличия соответствующих рабочих станций. В рамках OpenPOWER платформа POWER9 доступна вообще любому, кто в состоянии позволить себе приобрести комплект Raptor Talos II, состоящий из системной платы форм-фактора EATX, двух процессоров и пары кулеров, причём плата имеет слоты PCI Express версии 4.0 и полностью открытое базовое программное обеспечение.

Пара 8-ядерных процессоров POWER9

До недавних пор никто не публиковал интересной информации относительно этого проекта, но ресурс Phoronix не столь давно выложил целый обзор, посвящённый сравнению Talos II с серверными процессорами Intel Xeon и AMD EPYC. В оригинальном анонсе Talos II комплектовалась двумя четырёхъядерными процессорами, но нашим западным коллегам достались более мощные восьмиядерные чипы POWER9 (CP9M02). С учётом развитой мультипоточности в архитектуре POWER9 (SMT4 против SMT2 у x86) это даёт возможность исполнения 64 потоков на систему. Вопрос лишь в эффективности и оптимизации программного обеспечения. В настоящее время Raptor предлагает даже 22-ядерные процессоры (88 потоков), так что конфигурацию Phoronix можно даже назвать скромной, хотя в ближайшем будущем они и обещали протестировать конфигурацию с двумя такими ЦП (176 потоков на систему).

Системная плата в сборе

Максимальная тактовая частота в системе Talos II достигала 3,8 ГГц при базовой 3,45 ГГц, она была оснащена 256 Гбайт оперативной памяти и графической картой AMD Radeon Pro WX 7100. В качестве ОС была установлена тестовая версия Debian Linux с ядром версии 4.16 PPC64LE. Основным компилятором стал GCC 7.3, поставляемый с ОС, файловая система на дисках во всех случаях — Ext4. В качестве соперников выступили следующие системы:

• 2 × Intel Xeon Gold 6138 (2,0/3,7 ГГц, 40C/80T), Tyan S7106, 96 Гбайт памяти;
• AMD EPYC 7551 (2,0/3,0 ГГц, 32С/64Т), GIGABYTE MZ31-AR0, 32 Гбайт памяти;
• AMD EPYC 7601 (2,2/3,2 ГГц, 32С/64Т), Tyan B8026T70AE24HR, 128 Гбайт памяти.

Накопители во всех случаях были разными: от обычного жёсткого диска WD ёмкостью 500 Гбайт у Talos II до Intel 900p Optane у AMD EPYC 7601.

Симуляция поведения жидкостей: зависимость от конкретного теста. Второе место в Stencil поражает: 16 ядер против 40!

Результаты тестов оказались несколько разочаровывающими для энтузиастов платформы POWER9, но не стоит забывать, что развитая мультипоточность не заменяет физических ядер, а по их количеству Talos II была самой младшей среди участников тестирования: всего 16 ядер против 40 или 32 у Intel или AMD соответственно. Но в некоторых отдельных дисциплинах теста Paraboli v2.5 (обсчёт поведения жидкостей) платформе всё равно удалось занять второе место, уступив лишь монстру на базе Xeon Gold.

Не только поражения...

...но и победы

Тест на сжатие 7-Zip и вовсе на наш взгляд следует считать некорректным из-за возможного влияния дискового накопителя или же однобокой оптимизации теста только под x86. Не блеснула POWER9 и в тестах на компиляцию или работу с PHP, а вот в синтетическом наборе тестов OSBench новинка показала себя на удивление хорошо. Иными словами, потенциал у POWER9 есть, и немалый — а проигрыш в ряде тестов может объясняться как существенно меньшим количеством ядер, так и лучшей оптимизацией ПО с учётом особенностей x86. Если программное обеспечение будет столь же тщательно оптимизироваться и для POWER9, платформу может ожидать вполне успешное будущее не только в секторе серверов и суперкомпьютеров. Стоит также принимать во внимание цены на процессоры:

• Intel Xeon Gold 6138 — $2618;
• AMD EPYC 7551 — $3400;
• AMD EPYC 7601 — $4200;
• IBM POWER9 CP9M02 — $595.

Как видите, в цене решения IBM существенно выигрывают у соперников, а проигрывают им в тестах далеко не всегда, особенно если вспомнить, что большинство современного ПО попросту не учитывает доступные в архитектуре POWER9 инструкции и особенности. Системная плата Talos Raptor II стоит достаточно дорого, $2325, и это следует учитывать при сравнении общей стоимости систем на базе POWER9 и x86. Ознакомиться с обзором зарубежных коллег можно по этой ссылке.