Annapurna Labs，亞馬遜芯片業(yè)務背后的秘密武器

當連續(xù)創(chuàng)業(yè)者Avigdor Willenz向他前同事Bilik (Billy) Hrvoye和Nafea Bshara的初創(chuàng)公司投資2000萬美元時，他不會想到，這家公司后來會以3.5億美元的高價出售給了亞馬遜。再之后，又僅僅過了幾年，這次收購就使亞馬遜網(wǎng)絡服務（AWS）成為了硬件和芯片市場上一個強大的競爭者，并對芯片兩強英特爾和AMD構成了威脅。

以色列公司Annapurna Labs以喜馬拉雅山脈的一座最高峰命名。兩位創(chuàng)始人Billy和Nafea曾想在創(chuàng)業(yè)之前長途跋涉到該峰。盡管這項計劃最終成為了空談，不過從某些方面來講，他們在另一個方面上實現(xiàn)了自己的理想。

Avigdor、Billy和Nafea無疑得到了命運女神的垂青。當時，亞馬遜正在計劃在其云基礎設施服務上構建定制芯片，并因此發(fā)現(xiàn)Annapurna Labs是一個完美的收購目標。同時，由于AWS的頂級工程團隊對AMD作為英特爾替代品時的表現(xiàn)感到不滿，他們放棄了與AMD的合作關系。

說起來，Annapurna Labs和亞馬遜之間確實有許多共同的特點。比如這兩家公司都對自己的研究和產(chǎn)品路線圖保持沉默，同時兩家公司也都專注于強化客戶應用。此外，和亞馬遜的大多數(shù)團隊一樣，Annapurna Labs是一家精干、吝嗇的公司，它專注于打造一種利基、改變世界的技術，以挑戰(zhàn)細分市場的領導者——英特爾和AMD。

從今天來看，對Annapurna Labs的投資成為了亞馬遜最成功的戰(zhàn)略收購之一，這讓它在于另外兩大競爭對手微軟和谷歌的競爭中占有了優(yōu)勢。

但僅這么說，恐怕大家也難以理解，為了評估安納普納實驗室給AWS帶來的價值，我們需要理解基礎設施即服務(IaaS)的演變。

云基礎設施的最初模式是基于即付即用定價模型的虛擬機啟動與訪問。在當時，按需啟動虛擬機并在工作完成時關閉它們看起來簡直就是魔法。

后來，亞馬遜EC2成為了IaaS市場的先驅，它徹底改變了基礎設施的供應和使用方式。這是計算領域的一個里程碑，它使多家初創(chuàng)企業(yè)能夠為基礎設施上幾乎不付出什么資本支出（CAPEX）的情況下生產(chǎn)并擴大業(yè)務模式。

AWS上最初的IaaS技術運行了一個高度定制的Xen版本，這是一個開源管理程序，允許多個虛擬機運行在一臺物理機器上。最終，AWS發(fā)現(xiàn)Xen有很多局限性，這有可能會減緩Amazon EC2的增長潛力。

工程師們意識到，通過將軟件轉移到專門構建的硬件組件，可以優(yōu)化基礎設施的性能和成本。比如通過將管理程序和網(wǎng)絡堆棧裝載到一個稱為應用特定集成電路(ASIC)的專用硬件加速器上，Amazon EC2將以更高的速度和更低的成本運行。由于這些更改是在技術堆棧層面以最低級別進行的，因此對客戶來說是一切透明的，而他們也將從增強的性能中獲益。

隨后，2013發(fā)布的C3實例系列讓亞馬遜EC2上首次具有了定制芯片。而這些芯片由提供更快帶寬和吞吐量的自定義網(wǎng)絡接口支持。

出于建立自身自定義EC2硬件的需要，亞馬遜與AMD進行了合作。但是當時負責AWS大規(guī)模數(shù)據(jù)中心發(fā)布工作的James Hmilton卻發(fā)現(xiàn)AMD產(chǎn)品未能實現(xiàn)預期的性能。

幾年后的2015年，通過與Annapurna Labs的合作機會，亞馬遜又推出了EC2 C4實例系列。除了將網(wǎng)絡虛擬化裝載到定制硬件之外，這些實例還得到了為存儲服務優(yōu)化的ASIC的支持。但是此時的C3和C4仍然在Intel Xeon處理器上運行著傳統(tǒng)的管理程序。

可能是為了擺脫Intel的控制與影響，亞馬遜與Annapurna Labs的合作很快就轉變?yōu)榱耸召彙?015年，亞馬遜宣布將收購這家以色列初創(chuàng)企業(yè)，最初并未透露具體金額。

2017年，經(jīng)過亞馬遜EC2工程師和Annapurna Labs兩年的密切合作，AWS發(fā)布了新一代的EC2 C5實例系列。與C4實例相比，這些新實例提供了25%的價格/性能改進，某些工作負載的性能提高了50%以上。這次發(fā)布是Amazon EC2歷史上的一個里程碑。它用一個高度優(yōu)化的KVM管理程序替代了Xen，該管理程序與一個負責虛擬化的ASIC緊密耦合。這種組合提供了非常快的虛擬機，其性能幾乎與裸機服務器相當。不過，Amazon繼續(xù)支持和增強仍然在Xen上運行的其他實例類型。

與ASIC緊密結合的超薄KVM軟件的強大組合被稱為“硝基項目”(Project Nitro)。該項目的工程團隊的首要目標是提供與裸金屬難分伯仲的性能，而他們確實成功地實現(xiàn)了這一目標。

在2017年re: Invernt大會上，AWS宣布了亞馬遜EC2最令人期待的功能——裸金屬實例。而該功能背后的秘密武器正是硝基項目。它還使Amazon能夠支持各種管理程序，包括Xen、KVM，甚至vSphere。

硝基項目成為在AWS上運行VMware的核心技術構建塊。它為VMware和AWS這兩家云計算競爭對手之間的歷史性合作鋪平了道路。

按照事情進展，Annapurna Labs下一步的計劃應該是推出定制化的CPU，果然他們2018年的re:Invent大會上帶來了這樣的CPU——AWS Graviton處理器。它是圍繞Arm核心而構建的，采用定制的硅材料，整體全部是為擴展工作負載而設計的。

而后的Amazon EC2 A1實例便由AWS Graviton提供支持，它運行在一個不依賴于Intel x86架構的技術堆棧上。這標志著亞馬遜正式進入芯片領域，開始挑戰(zhàn)英特爾和AMD的統(tǒng)治地位。

除此之外，Annapurna Labs的創(chuàng)新并不僅限于網(wǎng)絡、存儲和虛擬化加速器。它現(xiàn)在使AWS能夠在云計算中培訓并運行機器學習與人工智能，以讓后者處于領先地位。

Andy Jessy，AWS的CEO，在2018年的大會上發(fā)布了AWS Inferentia。該服務由Annapurna ASIC芯片提供支持，該芯片可以加速使用TensorFlow、Caffe2和ONNX訓練的機器學習模型推論（預計該芯片預計將于今年晚些時候上市。）

AWS Inferentia使得AWS成為運行機器學習推論中成本最低的云計算。并讓它在與谷歌的人工智能加速器TPU和微軟Azure的FPGA競爭中搶占了領先身位。

隨著云供商都摩拳擦掌準備打造定制化芯片，Annapurna Labs成為了亞馬遜背后的秘密武器，相比3.5億美元的價格，或許這個才更是Avigdor Willenz他們沒有想到的吧。

來源：https://www.forbes.com/sites/janakirammsv/2019/03/10/how-an-acquisition-made-by-amazon-in-2016-became-companys-secret-sauce/#1fb60ed62f67

作者：Janakiram MSV

編譯：張飛逸

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