معرفی تراشه جدید Arm Cortex-R82

بیشترین استدلال شنیده شده در ماه های اخیر در مورد ایجاد مراکز داده کوچکتر نسبت به لبه شبکه این بوده است: در صورت پردازش بارهای کار در مجاورت محل جمع آوری داده ها در ابتدا، به ویژه از دستگاه های موجود، می توان از تأخیر عبور کرد. این منطقی است؛ اگر تصور کنید که بارهای کاری موجوداتی ثابت هستند که در مراکز داده “زندگی می کنند”. هفته گذشته، در اعلامیه ای، شرکت معماری پردازنده Arm با استدلال در مورد این طرح، طراحی جدید Cortex-R82 را معرفی کرد که هدف آن جابجایی بارهای پردازش داده از سرورهایی است که به طور معمول آنها را در درایوهایی ذخیره می کنند که داده های پردازش شده را ذخیره می کنند.
نیل وردمولر ، مدیر راهکار های ذخیره سازی Arm گفت: “هنگامی که شما یک رابط ذخیره سازی با انواع مختلف داده دارید، بسیار منطقی است اگر بتوانید حجم کار را طوری انتقال دهید که مستقیماً روی داده های موجود کار کند.”

فرض کنید یک سیستم دوربین نظارتی با روال معمول یادگیری ماشین برای جداسازی و شناسایی پلاک ها در حال راه اندازی باشد؛ یک شبکه مرکز داده معمولی، داده های دوربین را به یک سرور از راه دور منتقل می کند، که این امر هزینه اتصال بالقوه زیادی را متحمل می شود. یک راهکار محاسبه لبه شامل مستقر شدن سرورهای کوچکتر در نزدیکی داده های خام، پردازش آنها در آنجا، و سپس پخش کردن فقط نتایج فیلتر شده تجزیه و تحلیل در مرکز داده اصلی یا شعبه مجاور است.

وردمولر گزینه سوم را نیز پیشنهاد کرد: قرار دادن پردازنده هوشمندتر در داخل دستگاه ذخیره سازی. برخی از شرکای ذخیره سازی معمول Arm قبلاً این مورد را امتحان کرده اند اما با طراحی های Cortex-A این شرکت، پردازنده هایی که برای استفاده در سرورها طراحی شده اند و برای پاکت های با قدرت بالاتر طراحی شده اند.

از طرف دیگر یک پردازنده مبتنی بر Cortex-R82 – از کلاس Arm که در ابتدا برای میکروکنترلرها در نظر گرفته شده است – در واقع می تواند با استفاده از منطق RISC 64 بیتی (تکرارهای قبلی Cortex-R) یک سیستم عامل لینوکس با مقیاس کامل را اجرا کند که شاید روی چند هسته رزرو شده باشد. وردمولر وعده داده بود که قدرت پاکت بین ۲ تا ۴ وات خواهد بود. بسیاری از برنامه ها حتی ممکن است به مراکز داده کوچک یا خرد در محل احتیاج نداشته باشند. آنها می توانند در دستگاههایی به اندازه کافی کوچک کار کنند که در زیر میز کسی قرار بگیرند. وی گفت: “این فقط یک مینی سرور است.”

معماری بانک اطلاعاتی ، حتی در این دوره مدرن ، انتظار سرورهای هوشمند و فضای ذخیره سازی گنگ را دارد. افزایش NVMe نسبت به پارچه ها با استفاده از پیوندهای TCP/IP بیانگر نیاز فوری به استفاده از سرعت ذخیره سازی SSD برای در دسترس قرار دادن داده ها به پردازنده ها است که مانند حافظه RAM است. وردمولر اظهار داشت، اجرای لینوکس در مقیاس کامل مستقیماً بر روی درایو، ساختار فیزیکی شبکه را بیش از پیش متراکم می کند. قبلاً عملکردهای کنترل و مدیریت بر روی سرور بوده و درایوها را از راه دور کنترل می کرد. اکنون می توان آنها را روی خود درایو قرار داد. در نتیجه نیاز به اجزای جداگانه تصنعی می شود.

اگر مهندس سیستم داده باشید، این را می فهمید. تاکنون یک تفاوت اساسی بین کلاسهای Cortex-A و Cortex-R این بود که این کلاس دوم فاقد واحد مدیریت حافظه (MMU) بود. تاکنون تعداد کمی فکر می کردند که به یکی از آنها احتیاج دارند. Cortex-R82 آن را دوباره اضافه می کند. بنابراین هرگونه سفارشی سازی که ممکن است یکی از شرکای Arm (تولید کننده دستگاه های ذخیره سازی) برای عملکرد دستگاه های خود انجام دهد، اکنون می تواند در نرم افزار اجرا شود.

وردمولر گفت: “این مورد، خطر انتقال به چیزی مانند ذخیره سازی محاسباتی را کاهش می دهد؛ به شما امکان می دهد محصولات زیادی را از یک کنترل کننده واحد ایجاد کنید.”

تا اعلامیه هفته گذشته، نبود MMU بود که یک کلاس Cortex-R را از Cortex-A با کاربرد عمومی متمایز می کرد. در واقع ، بازاریابی Arm تا آنجا پیش رفت که عدم وجود MMU را به عنوان یک فضیلت توضیح داد. در صفحه ای که برای جامعه توسعه یاری دهنده تولید شده است، آمده است: “در سیستم با MMU، خطراتی وجود دارد که ممکن است بر بدترین زمان اجرای آن تأثیر بگذارد.” مثالی که این صفحه اشاره کرد ، نیاز به “میز کار ترجمه” است ، یک فرایند تکراری برای تبدیل آدرس های حافظه مجازی به آدرس های فیزیکی، که یک مرحله ضروری است وقتی Cortex-A پردازشش قطع می شود.

صفحه جامعه Arm توضیح داد: “خانواده Cortex-R حافظه مجازی ندارند، بنابراین هرگز جدول ترجمه ای برای نگرانی وجود ندارد.” در شرایطی که ممکن است محتوای حافظه مهم ذخیره نشده باشد، با این وجود، طراحی های قدیمی تر مانند Cortex-R52 و Cortex-R5 از حافظه اتصال به هم پیوسته (TCM) استفاده می کنند “برای برنامه های بسیار قطعی یا با تأخیر کم که ممکن است خوب جواب ندهند.”

توضیحات وردمولر حاکی از آن است که Cortex-R82 ممکن است بر تأخیر و هزینه برق مرتبط با وظایفی مانند ذخیره سازی خود مدیریتی غلبه کند – وظایفی که قبلاً در معماری داده های بزرگ انجام می شد، به عنوان مثال، توسط چارچوب های پیشرفته مدیریت خوشه خارجی مانند متصدی Nutanix.

وی یادآور شد: “برخی از مفاهیم اولیه این بود كه همه درایوها خود كنترل می شوند ،” و آنها كدگذاری خود را در چندین درایو انجام می دهند و شما فقط می توانید درایوهای بیشتری اضافه كنید و سیستم ساخته می شود. در آن زمان این توانایی وجود نداشت ، زیرا اجرای لینوکس بر روی درایو از نظر اتصال برق واقعاً عملی نبود. اما فکر می کنم اکنون ، با Cortex-R82 ، آن را فعال کرده است. شما می توانید در زمان واقعی فعالیت خود را انجام دهید و Linux را در آنجا اجرا کنید. ”

در دوران همه گیری ، انتشار معماری پردازنده توسط Arm کمتر از گذشته نشان می دهد که مشتریان به زودی قطعات را با استفاده از پردازنده ها و کنترلرها بر اساس Arm مشاهده می کنند. چنین اطلاعاتی برای Cortex-R82 در زمان پرسش در دسترس نبود. با این حال ، وردمولر تأیید کرد که طراحی و اجرای معماری مرجع آن با تعدد شرکای معمولی Arm انجام شده است. سخنگوی Arm این مقدار را مجاز دانسته است: “ما هیچ شریک عمومی نداریم که بتوانیم نام ببریم، اما می تواند تأیید کند که Cortex-R8 توسط تعدادی از فروشندگان برجسته ذخیره سازی برای محصولات درجه یک خود استفاده شده است” ، اشاره به نسل قبلی است.