逾10年潛心自研芯片創(chuàng)新，亞馬遜云科技Graviton在新實例中已打下三分天下

11月22日消息，近日，云成本管理和優(yōu)化平臺Vantage發(fā)布的一項調(diào)查顯示，2024第一季度，在Amazon EC2 M7系列通用實例的成本支出方面，采用Amazon Graviton的M7g系列已經(jīng)超過三分之一（34.5%）。

這里面，采用Amazon Graviton的M7g系列、采用英特爾的M7i系列、采用AMD的M7a系列都是亞馬遜云科技提供給客戶的實例，客戶可以根據(jù)自身IT架構(gòu)、業(yè)務(wù)需求、成本需要等多方面因素綜合考慮選擇適合自己的最優(yōu)實例方案。

Amazon Graviton正是亞馬遜云科技旗下的自研芯片系列之一。

在很多人眼中，亞馬遜云科技可能只是一家提供云計算服務(wù)的公司，實際上，亞馬遜云科技也是一家率先進(jìn)入自研芯片領(lǐng)域、制造自有硬件的公司，擁有一系列定制芯片和加速器。

亞馬遜云科技自研芯片團(tuán)隊致力于不斷突破計算機(jī)硬件設(shè)計和制造的極限，幫助客戶提升效率、安全性和可持續(xù)性，并降低成本。

經(jīng)過10多年的發(fā)展，亞馬遜云科技自研芯片Amazon Graviton承載的實例，已經(jīng)跟英特爾和AMD這兩芯片巨頭打出“三分天下有其一”的局面！ 這一數(shù)據(jù)背后，折射出亞馬遜云科技自研芯片的不凡實力。

全面布局，超10年深耕芯片自研

作為全球最大的云服務(wù)商，亞馬遜云科技的高級系統(tǒng)經(jīng)理們認(rèn)為，每一項云服務(wù)背后，軟硬件之間的交互遠(yuǎn)比多數(shù)人想象的要密切。軟件故障可以輕易修復(fù)，但硬件問題通常意味著團(tuán)隊需要從頭再來，而且周期可能很長。可以說，“穩(wěn)定、高效、安全且更低成本”的硬件是一切優(yōu)勢云服務(wù)的基礎(chǔ)。

2013年，亞馬遜云科技高級副總裁James Hamilton提出開發(fā)定制硬件業(yè)務(wù)策略，并被亞馬遜云科技領(lǐng)導(dǎo)層所采納。而這一決策的初衷是為客戶提供更多創(chuàng)新可能。

此后，亞馬遜云科技通過垂直整合、定制硬件設(shè)計以及與合作伙伴的緊密合作，推動其芯片產(chǎn)品的不斷演進(jìn)。

2013年，亞馬遜云科技開發(fā)了Amazon Nitro芯片，將虛擬化管理程序和授權(quán)功能從服務(wù)器CPU中剝離出來，從而提升數(shù)據(jù)中心的效率和客戶價值。這項創(chuàng)新就像為亞馬通云科技基礎(chǔ)設(shè)施流量設(shè)置了一道安全關(guān)卡，大大提高了其安全性和可靠性。

隨后，在2015年，亞馬遜云科技收購了半導(dǎo)體微電子公司Annapurna Labs，這是一個重要節(jié)點，Annapurna團(tuán)隊成為亞馬遜云科技后續(xù)芯片開發(fā)的核心力量之一。這一收購加速了Nitro系統(tǒng)的開發(fā)，并進(jìn)一步推動了亞馬遜云科技在硬件領(lǐng)域的創(chuàng)新。

2017年，亞馬遜云科技發(fā)布了由Annapurna Labs開發(fā)的首款自研芯片--Amazon Nitro，包括硬件及其支持的虛擬化平臺Nitro System。

2018年，亞馬遜云科技發(fā)布了首款基于Arm架構(gòu)的Graviton芯片，在性能和成本均進(jìn)行了優(yōu)化，可為可擴(kuò)展工作負(fù)載帶來高達(dá)45%的成本節(jié)約。

……

歷經(jīng)持續(xù)創(chuàng)新，截至目前，亞馬遜云科技已推出四大自研芯片產(chǎn)品組合，包括：Amazon Nitro系統(tǒng)（六代）、通用處理器芯片Amazon Graviton（四代）、機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練芯片Amazon Trainium（兩代）和推理芯片Amazon Inferentia（兩代）。

Amazon Graviton代際算力性價比提升均在兩位數(shù)起，追求極致增效降本

事實上，降本增效一直是云客戶關(guān)注的重點。

Amazon Graviton源于亞馬遜云科技對降本增效極限的不斷探索，其設(shè)計更符合云計算業(yè)務(wù)和新時代需求。

最顯著的區(qū)別是Graviton處理器使用基于Arm的架構(gòu)，而Intel和AMD使用x86架構(gòu)。這種區(qū)別會影響性能和兼容性的許多方面，最重要的是處理器如何處理線程以及與某些軟件庫或第三方應(yīng)用程序的潛在Arm兼容性問題。

Amazon Graviton支持廣泛的應(yīng)用場景，包括高性能計算、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、容器化應(yīng)用構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理等等。

最重要的是，自2018年推出首款以來，過去5年, 亞馬遜云科技發(fā)布了四代Amazon Graviton實例，真正做到了，每一代的Amazon Graviton都會比上一代有兩位數(shù)的性能提升，同時單位算力的功耗持續(xù)下降：

2020年推出的Graviton2與第一代Graviton相比，處理器性能提升7倍、計算核心數(shù)量多達(dá)4倍、緩存達(dá)到2倍、內(nèi)存速度達(dá)到5倍；

2021年推出的Graviton3，單核性能比Graviton2又提升25%，浮點性能提升2倍，與同類型其他EC2實例相比，可節(jié)省60%的能源消耗，同時還首次在云計算芯片中采用性能更強(qiáng)、功耗更低的DDR5內(nèi)存；

2022年推出的Graviton3E，專門對浮點和向量指令運算進(jìn)行了優(yōu)化，基于其推出的Hpc7g 實例與Graviton3實例相比，矢量指令性能提高了35%；

2023年推出了Graviton4，性能提升高達(dá)30%，獨立核心增加50%以上，內(nèi)存帶寬提升75%以上。

特別值得注意的是，Amazon Graviton4是首次面向?qū)嶋H應(yīng)用設(shè)計CPU架構(gòu)，即從傳統(tǒng)的MicroBenchmark基準(zhǔn)測試評價體系，轉(zhuǎn)向以實際工作負(fù)載進(jìn)行評價標(biāo)準(zhǔn)。亞馬遜云科技設(shè)計了真實工作負(fù)載雷達(dá)圖，將CPU微架構(gòu)涉及的參數(shù)特性分為前端和后端，并各自列出六項參數(shù)特性，相應(yīng)軸上的數(shù)值代表其與該參數(shù)的依賴程度，數(shù)值越小依賴程度越低，即工作負(fù)載處理效率越高。因此在CPU設(shè)計時，即可以通過雷達(dá)圖的面積來更好地衡量實際工作負(fù)載的優(yōu)化效果。

目前，最新一代Amazon Graviton4的EC2實例已全面上線，包括M8g通用型、C8g高性能計算型、X8g和R8g內(nèi)存優(yōu)化型實例。

同時為了大幅降低客戶將應(yīng)用遷移到 Graviton的復(fù)雜度，讓客戶更輕松獲得Graviton實例帶來的高性價比，亞馬遜云科技還推出了越來越多基于Graviton的托管服務(wù)，客戶僅需幾分鐘將托管服務(wù)轉(zhuǎn)移到Graviton實例上即可實現(xiàn)高達(dá)40%的性價比提升。

選用基于Amazon Graviton的Amazon EC2實例以及托管服務(wù)正成為越來越多亞馬遜云科技的客戶的選擇。

亞馬遜云科技基于Amazon Graviton的Amazon EC2實例種類達(dá)150多個，在全球已經(jīng)部署的的Amazon Graviton處理器數(shù)量超過200萬個，并擁有超過50,000客戶，其中也涵蓋了Amazon EC2前100客戶90%以上。

Vantage數(shù)據(jù)顯示，2024年第二季度，在Amazon RDS、Amazon ElastiCache和Amazon OpenSearch托管服務(wù)中，客戶選擇使用基于Graviton已超越了英特爾，越來越多客戶選擇基于Graviton的托管服務(wù)。

Vantage認(rèn)為：切換到Graviton處理器對企業(yè)來說是一個重要的機(jī)會，可以在保持甚至提高性能的同時優(yōu)化成本。雖然轉(zhuǎn)向Graviton確實需要仔細(xì)的規(guī)劃和測試，但成本節(jié)約和性能改進(jìn)方面的潛在回報使其成為一種值得考慮的策略。

在2022年的亞馬遜云科技芯片創(chuàng)新日（Silicon Innovation Day）活動上，亞馬遜高級副總裁兼杰出工程師James Hamilton在展望未來時曾表示，亞馬遜云科技將繼續(xù)加大在硬件研發(fā)方面的投入，推動下一代處理器的創(chuàng)新，以滿足全球客戶日益增長的需求。他堅信，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，亞馬遜云科技將繼續(xù)保持在云計算和硬件設(shè)計的前沿，引領(lǐng)行業(yè)走向更加高效、智能的未來。（果青）

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