این مقاله در اصل در Light Reading منتشر شد.
Geetha Ram مستقر در دالاس در نقش خود به عنوان رئیس محاسبات مخابراتی شرکت Hewlett Packard Enterprise (HPE)، یکی از بزرگترین شرکت های سرور در جهان، همیشه با اینتل سروکار دارد. اما او در مورد Arm، یک شرکت مستقر در بریتانیا که جایگزینی برای معماری x86 اینتل را تبلیغ می کند، بسیار مشتاق تر به نظر می رسد. طراحی‌های Arm که به سازندگان تراشه‌هایی مانند Marvell و Qualcomm فروخته می‌شود، زیربنای اکثر گوشی‌های هوشمند است و به دلیل مصرف انرژی در مقایسه با x86 مورد تحسین قرار می‌گیرد. Ram می‌خواهد آنها را در واحدهای پردازش مرکزی (CPU) قرار دهد که معمولاً از اینتل می‌خرد.
او با یک استارتاپ تراشه با بودجه خوب به نام Ampere Computing در این هدف همکاری کرده است. بر اساس گزارش Crunchbase، Ampere که در سال 2017 توسط رنه جیمز، رئیس سابق اینتل تأسیس شد، 852.8 میلیون دلار در کل سرمایه به دست آورده است و اوراکل را یکی از بزرگترین سرمایه گذاران خود می داند. با استفاده از نقشه های Arm’s، این شرکت در میان چندین شرکت است که به موقعیت غالب اینتل در CPU های مرکز داده حمله می کند. Ram در حال حاضر آن را برای یک پردازنده همه منظوره مناسب برای شبکه دسترسی رادیویی (RAN) تحت فشار قرار داده است. موفقیت می تواند آن بازار را برای همیشه تغییر دهد.
امروزه، RAN عمدتاً توسط لوازم خانگی و تجهیزات سفارشی (اغلب مبتنی بر بازو) ساخته شده توسط فروشندگان غول پیکر کیت مانند اریکسون و نوکیا ارائه می شود. در این راه‌اندازی، سخت‌افزار و نرم‌افزار به‌طور محکمی به هم متصل شده‌اند. با این حال، با مجازی سازی، بسیاری از اپراتورها امیدوارند که آنها را جدا کرده و از بسیاری از سخت افزارهای اختصاصی صرف نظر کنند. نرم افزار شبکه بر روی سرورهای معمولی و خارج از قفسه اجرا می شود و با همان ابزارهای ابری مورد استفاده برای بارهای کاری دیگر مدیریت می شود. اما این احتمالاً به معنای خرید تجهیزات مبتنی بر اینتل است.
Arm و Ampere به وضوح انتخاب را برای HPE و مشتریانش افزایش می دهند. یکی از چالش‌های فنی کاهش تعداد هسته‌ها، پردازنده‌های کوچک‌تر که یک CPU را تشکیل می‌دهند، است. از آنجایی که Arm قدرت کمتری نسبت به x86 دارد، برای انجام کارهای مشابه به تعداد هسته های بیشتری نیاز دارد. HPE’s RL300، یک سرور مرکز داده که قبلاً به فناوری Ampere مجهز شده است، با CPUهای 80 و 128 هسته ای عرضه می شود.
اما به گفته رام، این عدد در شبکه دسترسی تلفن همراه “بیش از حد” خواهد بود. او در مصاحبه اخیر خود در آستین تگزاس به لایت ریدینگ گفت: “ما با Ampere و Arm در مورد تعداد هسته های پایین تر صحبت می کنیم – 48 نقطه شیرین است و 64 هنوز خوب است، و اینها بسیار منطقی تر خواهند بود.”
سه تشویق برای Inline
رام فکر می‌کند که دست یافتنی است، زیرا بیشتر توابع شبکه که از نظر محاسباتی نیاز دارند توسط شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری مدیریت می‌شوند، سیلیکون گسسته که CPU را از برخی فعالیت‌ها رها می‌کند. با استفاده از تکنیکی به نام شتاب درون خطی، توابع باند پایه – که در زبان صنعتی Layer 1 تعیین شده است – می توانند از CPU بر روی کارت های شتاب دهنده متصل به سرور HPE بارگذاری شوند. این امر CPU Ampere را برای لایه‌های 2 و 3 آزاد می‌کند، دسته‌هایی از توابع RAN که تقاضای کمتری دارند.
به گفته Ram، حتی با وجود سه کارت کاملاً بارگذاری شده برای باندهای فرکانسی مختلف، یک اپراتور در مجموع به بیش از 15 یا 20 هسته نیاز ندارد. با قضاوت در ارزیابی او از نحوه عملکرد تراشه های موجود Ampere در سایر مناطق شبکه مخابراتی خارج از RAN، این مزایا می تواند قابل توجه باشد. “می توانم به شما بگویم که 128 هسته ای [CPU] از نظر هزینه تقریباً مشابه یک اینتل 32 هسته ای است. علاوه بر این، 35 درصد صرفه جویی در مصرف انرژی ارائه می دهد.
اما آمپر برای RAN یک اسلم دانک نیست. برای یک چیز، همه شتاب درون خطی را دوست ندارند. طارق امین، مدیر عامل شرکت راکوتن موبایل ژاپن، خرید کارت را رد کرده و آنها را هزینه و عوارض اضافی می داند. هم او و هم ورایزون در ایالات متحده، سیستمی با پشتیبانی اینتل به نام lookaside را ترجیح می دهند. این دستگاه که بیشتر به CPU وابسته است، فقط وظایف انتخابی از جمله تصحیح خطای رو به جلو (FEC) را بارگذاری می کند. همچنین به تراشه ای که برای شتاب استفاده می شود اجازه می دهد تا روی همان قالب CPU قرار گیرد.
دیدگاه Ram این است که هیچ کدام از این تکنیک ها تا کنون خود را در RAN ثابت نکرده اند. اما او یک مزیت مهم درون خطی را نسبت به نمای بیرونی برجسته می کند. او گفت: «عقل سلیم به شما می‌گوید که اگر CPU و FEC را ادغام کنید، نمی‌توانید تفکیک کنید. “اگر CPU و FEC را با هم دارید، باید از آن به عنوان یکی استفاده کنید.” اپراتور باید به جای اینکه فقط یک کارت جدید را با بارگیری سایر کارت ها وارد کند، یک سرور جدید بخرد.
در حالی که Ram با نگاهی مخالف مخالف نیست – او می‌گوید این گزینه برای اکثر استقرارها گزینه خوبی است – او این انتقاد را که کارت‌ها لزوماً گران‌تر هستند را رد می‌کند. او اشاره می کند که قرار دادن شتاب در کنار CPU نیاز به قطعات را کاهش نمی دهد. به گفته طراحان HPE، قرار دادن آنها روی مادربرد ممکن است نیاز به استفاده از یک هیت سینک یا دستگاه خنک کننده داشته باشد.
اکوسیستم گم شده است
Inline همچنین یک حامی مالی اصلی در نوکیا دارد. یکی از دلایل، بر اساس مقاله سفید منتشر شده در اوایل سال جاری، این است که inline بر اساس همان فناوری زیربنایی و مبتنی بر Arm محصولات RAN سنتی خود است و به نوکیا اجازه می دهد تا صرفه جویی در مقیاس را درک کند در حالی که فناوری RAN مجازی و باز هنوز وجود دارد. به طور گسترده استفاده نمی شود.
جو مدن، بنیانگذار و رئیس Mobile Experts، یک شرکت تحلیلی، می گوید: «این بحث های تجاری است که روز را به همراه خواهد داشت. “حجم حمل و نقل مجازی RAN تا چند سال آینده بسیار کم خواهد بود. اگر به دنبال توسعه شتاب دهنده های درون خطی باشید و برای انجام این کار روی یک تراشه سرمایه گذاری زیادی کنید، آیا بازگشت سرمایه دریافت خواهید کرد؟ آیا بهتر است عقب بنشینید و به اینتل اجازه دهید. سرمایه گذاری را انجام دهید و فقط نرم افزار بنویسید و منتظر بمانید تا بازار محقق شود.” اریکسون، یکی از حامیان lookaside، ممکن است این رویکرد را سربلند کرده باشد.
مشکل واقعی آمپر و سایر دارندگان مجوز Arm احتمالاً در مورد شتاب نیست. بلکه فقدان یک اکوسیستم بزرگ از آن نوع است که در حدود x86 رشد کرده است. Ram متقاعد نشده است که Red Hat، VMware و Wind River – ارائه دهندگان اصلی جعبه ابزار برای استقرار ابر خصوصی – آماده پشتیبانی از Arm هستند. برای فروشندگان کیت نوشتن نرم افزار، یک اکوسیستم Arm موازی با یک x86 ناسازگار نیز می تواند ناخوشایند باشد.
“چقدر سریع همه مایل به پذیرش آن هستند؟” گفت رام سوالی که همیشه از اریکسون و نوکیا می‌پرسید این است که “چه چیزی برای من مفید است؟ چرا باید دو پایه کد را حفظ کنم؟” رام با نگرانی های آنها همدردی می کند. اما اگر قرار است تغییری اتفاق بیفتد، احتمالاً به شرکت‌های مخابراتی بستگی دارد که آن را پیش ببرند.