自研芯片等產(chǎn)品的背后，探尋亞馬遜云科技的創(chuàng)新邏輯與密碼

今年亞馬遜云科技re：Invent全球大會期間，一則新聞吸引了筆者的關(guān)注：Meta與亞馬遜云科技達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系，將使用更多亞馬遜云科技的計(jì)算、存儲、數(shù)據(jù)庫和安全服務(wù)。

這則消息很快湮沒于浩瀚的re：Invent大會紛至沓來的捷報(bào)中，但卻促使筆者進(jìn)一步思考，哪怕數(shù)據(jù)中心建設(shè)水平、各項(xiàng)技術(shù)實(shí)力如此之高的Meta公司，也在積極擁抱亞馬遜云科技的各項(xiàng)服務(wù)，這無疑是對亞馬遜云科技產(chǎn)品與技術(shù)的最佳褒獎。

如今，云計(jì)算轟轟烈烈走過十五年歷程，市場競爭也日趨激烈。但不能否認(rèn)，亞馬遜云科技依然是云計(jì)算的創(chuàng)新標(biāo)桿，其云服務(wù)的廣度與深度在市場中無出其右。今年的re:Invent大會上，亞馬遜云科技又帶來涵蓋計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、無服務(wù)器數(shù)據(jù)分析、大機(jī)遷移、機(jī)器學(xué)習(xí)等方向的多項(xiàng)新服務(wù)和功能，再次為云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展樹立了新標(biāo)桿。

下面，筆者將通過分析本次大會發(fā)布的幾款重磅新品，解讀亞馬遜云科技產(chǎn)品與技術(shù)背后的創(chuàng)新邏輯和密碼，以及分析云計(jì)算未來的技術(shù)趨勢。

自研芯片：反向設(shè)計(jì)至關(guān)重要

自研芯片，如今成為云服務(wù)商的重要布局之一。

在所有云服務(wù)商中，亞馬遜云科技是最早發(fā)力自研芯片的。亞馬遜云科技第一款自研芯片Nitro對于產(chǎn)業(yè)界帶來了深遠(yuǎn)影響。如今，亞馬遜云科技已經(jīng)擁有完整的三條自研芯片布局：第四代的Nitro、基于機(jī)器學(xué)習(xí)推理和訓(xùn)練的芯片產(chǎn)品線Inf1、基于ARM架構(gòu)的Graviton等

而今年re：Invent大會最重磅的發(fā)布無疑就是Amazon Graviton3自研芯片。這款芯片采用5nm工藝，擁有64個(gè)核心和550億晶體管，支持bfloat16 （為深度學(xué)習(xí)而優(yōu)化的新數(shù)字格式）、PCIe 5.0等最新技術(shù)，比Graviton2 性能提升了25%，在科學(xué)計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和媒體編碼工作負(fù)載則能夠提供2倍的性能。此外，Amazon Graviton3處理器能效也更高，在同樣性能下，與X86實(shí)例相比可節(jié)省60%的能耗。

無疑，從Amazon Graviton3公布的參數(shù)來看，在云計(jì)算行業(yè)中屬于頂級。為何亞馬遜云科技致力于包括Graviton在內(nèi)自研芯片的研發(fā)？亞馬遜云科技CEO Adam Selipsky直言不諱：當(dāng)前各個(gè)行業(yè)對于云計(jì)算的核心需求仍然是算力，未來還將有大量工作負(fù)載遷移到云。

從Amazon Graviton3的設(shè)計(jì)來看，亞馬遜云科技也給予了與眾不同的角度。亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理顧凡表示：“‘經(jīng)驗(yàn)沒有壓縮算法’，亞馬遜云科技的芯片設(shè)計(jì)思路是反向設(shè)計(jì)，秉承的原則從實(shí)際客戶工作負(fù)載和需求出發(fā)?！?/p>

亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理顧凡

事實(shí)上，過去二十年里，處理器提升性能的方法始終圍繞的是提高頻率和增加核心數(shù)量，提高頻率意味著功耗持續(xù)上升，也帶來了數(shù)據(jù)中心散熱等系列需求，不僅讓客戶使用成本上升，也不符合如今全球綠色減排的大趨勢。因此，亞馬遜云科技的思路是圍繞客戶對于算力需求的提升和降低功耗的要求，謹(jǐn)慎地提升處理器頻率，而是增加指令并行、內(nèi)存帶寬，以實(shí)現(xiàn)處理器性能提升和能耗降低。以由 Amazon Graviton3 處理器支持的 Amazon C7g 實(shí)例為例，作為云計(jì)算中第一個(gè)采用最新 DDR5 內(nèi)存的實(shí)例，與基于 Amazon Graviton2 的實(shí)例相比，提升 50% 的內(nèi)存帶寬，達(dá)到 300 GB/s，使得其在科學(xué)計(jì)算等內(nèi)存密集型應(yīng)用表現(xiàn)大幅提升。

亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部計(jì)算與存儲總監(jiān)周舸介紹道，“如今大量工作負(fù)載都屬于大數(shù)據(jù)分析、微服務(wù)，對于帶寬和延時(shí)敏感度很高，所以Graviton3這一代芯片并未一味追求增加核數(shù)，而是著重在內(nèi)存帶寬的增加上?！?/p>

“同樣的處理器架構(gòu)、同樣的晶體管數(shù)量，實(shí)際上不同公司的設(shè)計(jì)思路和想法差別很大。亞馬遜云科技希望用戶對于底層采用何種處理器是無感的，更多聚焦在上層應(yīng)用創(chuàng)新上。”周舸補(bǔ)充道。根據(jù)亞馬遜云科技介紹，如今已經(jīng)有超過20個(gè)托管服務(wù)基于Graviton，且仍在持續(xù)增加中，并且Graviton3很快會進(jìn)入到中國市場。

亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部計(jì)算與存儲總監(jiān)周舸

自研芯片另外一大優(yōu)勢就是能夠讓云服務(wù)商在每個(gè)業(yè)務(wù)流程中做到效率與成本的最優(yōu)化。當(dāng)業(yè)務(wù)規(guī)模持續(xù)增加、自研芯片的必要性就愈發(fā)突出。以SSD為例，亞馬遜云科技的采購量大、品牌眾多，每家SSD供應(yīng)商都有自己的控制器，每款控制器這就容易造成復(fù)雜性，像垃圾回收、磨損均衡一旦啟用，對于性能就會產(chǎn)生干擾。

因此，亞馬遜云科技推出了Nitro SSD，并且已經(jīng)部署超過50萬Nitro SSD。周舸直言：“以亞馬遜云科技的規(guī)模與用戶數(shù)，一旦有問題，不能等供應(yīng)商來修改，必須自己做好?！?/p>

不過自研芯片并不等于就不采用其他供應(yīng)商的芯片，在亞馬遜云科技看來，為用戶提供多樣性的選擇至關(guān)重要。以計(jì)算實(shí)例為例，亞馬遜云科技已經(jīng)擁有超過475個(gè)EC2計(jì)算實(shí)例類型，涵蓋通用型、計(jì)算優(yōu)化型、內(nèi)存優(yōu)化型、存儲優(yōu)化型、硬件加速型等工作負(fù)載，“要給予用戶充分的選擇權(quán)。用戶完全可以根據(jù)自身工作負(fù)載和業(yè)務(wù)需求來選擇合適的計(jì)算實(shí)例?！鳖櫡脖硎镜?。

將無服務(wù)器化進(jìn)行到底

如果說自研芯片是云服務(wù)商試圖重塑云基礎(chǔ)設(shè)施中的計(jì)算部門，那么Serverless則是云服務(wù)商試圖讓云計(jì)算各種資源更加方便、快捷地使用。

2012年，亞馬遜云科技首次提出了Serverless概念，并且推出Lambda產(chǎn)品，正式開啟Serverless商業(yè)化。Serverless核心思想是將同質(zhì)化、負(fù)擔(dān)繁重的基于服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)和運(yùn)維等工作從未來云上應(yīng)用開發(fā)中移除，借助云上豐富的托管服務(wù)能力，以搭積木的方式構(gòu)建彈性、可靠、低成本的系統(tǒng)或應(yīng)用。

如果從云計(jì)算的本質(zhì)來看，無服務(wù)器化是發(fā)展的必然，因?yàn)樗型o用戶帶來更低的成本、更加簡單的資源使用和更加靈活的資源調(diào)整，無服務(wù)器化無疑是將成為云計(jì)算的重要未來?！叭珬o服務(wù)器一定是大勢所趨，未來將會有更多用戶希望端到端地用服務(wù)器構(gòu)建一個(gè)更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)應(yīng)用?！鳖櫡踩缡钦f。

事實(shí)上，亞馬遜云科技也是無服務(wù)器化的推動者和領(lǐng)導(dǎo)者。以目前熱門的數(shù)據(jù)庫為例，無服務(wù)器模式的數(shù)據(jù)庫則可以更具需求自動擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫規(guī)模，進(jìn)一步優(yōu)化用戶的資源選型，帶來更小的開銷，以及對于業(yè)務(wù)更加快速、靈活的響應(yīng)。Amazon Aurora Serverless從設(shè)計(jì)上就是基于提供多租戶無服務(wù)器云環(huán)境中所需的安全性和隔離性上，根據(jù)應(yīng)用程序的需要自動啟停并擴(kuò)展計(jì)算容量。

亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部數(shù)據(jù)類產(chǎn)品高級經(jīng)理王曉野

在本次大會上，亞馬遜云科技又發(fā)布了Amazon Redshift Serverless、Amazon EMR Serverless、Amazon MSK Serverless、Amazon Kinesis On-demand等四個(gè)具有無服務(wù)器和按需擴(kuò)展的功能，進(jìn)一步豐富了自身的無服務(wù)器化服務(wù)。

“這四款服務(wù)的推出，意味著客戶可以更加快速和便捷地構(gòu)建大數(shù)據(jù)服務(wù)，聚焦業(yè)務(wù)部門的需求，而不用關(guān)心容量配置等基礎(chǔ)工作。”亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部數(shù)據(jù)類產(chǎn)品高級經(jīng)理王曉野表示道。

進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)分析和AI門檻

過去，很多行業(yè)用戶的數(shù)據(jù)往往是TB級，數(shù)據(jù)類型也是以ERP、CRM數(shù)據(jù)為主；而如今，大部分用戶的數(shù)據(jù)量都突破了PB級，并且大部分?jǐn)?shù)據(jù)都屬于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，用戶在業(yè)務(wù)場景中對于數(shù)據(jù)分析、AI應(yīng)用的需求在持續(xù)大幅提升，數(shù)據(jù)消費(fèi)、AI應(yīng)用成為業(yè)務(wù)場景中的常態(tài)。

這無疑驅(qū)動著AI在各大行業(yè)用戶中進(jìn)一步落地。但AI門檻亦是近年來不能忽視的挑戰(zhàn)，具體來看，與機(jī)器學(xué)習(xí)/AI等緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)依然存在著大量的挑戰(zhàn)，很多用戶需要耗費(fèi)大量的人力、精力在數(shù)據(jù)就緒上；其次，機(jī)器學(xué)習(xí)/AI大量工具主要還是數(shù)據(jù)科學(xué)家在使用，對于很多沒有AI背景的人員有著很高的門檻，如何將門檻降下來，讓更多人更加便捷、簡單地使用AI就成為關(guān)鍵。

因此，在本次大會上，亞馬遜云科技在這兩方面都帶來了一系列的產(chǎn)品與工具，大幅降低AI門檻，讓用戶更便捷地將AI用起來。

亞馬遜云科技大中華區(qū)機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)品高級經(jīng)理張洋

首先針對數(shù)據(jù)的問題，亞馬遜云科技在本次大會上重點(diǎn)突出了現(xiàn)代化數(shù)據(jù)架構(gòu)的重要性，不同的場景使用專門構(gòu)建的工具，通過云上專門工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有機(jī)整合與統(tǒng)一，打破數(shù)據(jù)孤島，“從客戶角度出發(fā)”來幫助用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)創(chuàng)新。

具體來看，亞馬遜云科技通過數(shù)據(jù)湖，收集、存儲和分析來自一系列分散系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，助力業(yè)務(wù)發(fā)展。在數(shù)據(jù)服務(wù)方面，亞馬遜云科技則可以為用戶提供了完整的、端到端的工具，涵蓋從數(shù)據(jù)存儲、到計(jì)算、分析、人工智能創(chuàng)新。

在本次大會上，亞馬遜云科技發(fā)布了多個(gè)數(shù)據(jù)工具，進(jìn)一步降低了數(shù)據(jù)相關(guān)的挑戰(zhàn)。以Amazon Database Migration Service Fleet Advisor為例，它可以幫助客戶選擇最佳可用的計(jì)算實(shí)例和配置，用以部署機(jī)器學(xué)習(xí)模型，獲得最佳的推理性能和成本，并且將過去數(shù)周才能完成的工作縮短到數(shù)小時(shí)。

而在降低AI門檻方面，亞馬遜云科技則為業(yè)界聞名的機(jī)器學(xué)習(xí)平臺Amazon SageMaker新添六項(xiàng)新功能，包括Amazon SageMaker Canvas、Amazon SageMaker Ground Truth Plus等。

像Amazon SageMaker Ground Truth Plus 是一項(xiàng)完全托管的數(shù)據(jù)標(biāo)記服務(wù)，為客戶提供內(nèi)置的工作流程、技能嫻熟的團(tuán)隊(duì)，以更低成本快速交付高質(zhì)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，客戶無需編碼；Amazon SageMaker Canvas 為各種想用AI的員工提供可視化界面，他們無需任何機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，也不必編寫代碼，即可自行創(chuàng)建更準(zhǔn)確的機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行預(yù)測。

亞馬遜云科技大中華區(qū)機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)品高級經(jīng)理張洋表示：“Amazon SageMaker已經(jīng)成為端到端的機(jī)器學(xué)習(xí)平臺，跨越機(jī)器學(xué)習(xí)全流程，處理數(shù)據(jù)標(biāo)記、數(shù)據(jù)處理、特征存儲、算法探索、模型推理到上線再到邊緣端設(shè)備管理等。與此同時(shí)，Amazon SageMaker也將繼續(xù)降低機(jī)器學(xué)習(xí)門檻，讓更多人能用好AI?！?/p>

讓云計(jì)算拓展到更遠(yuǎn)

云計(jì)算如何延伸到更多領(lǐng)域、場景，這無疑是當(dāng)前云服務(wù)商都在積極思考的問題。

所以除了數(shù)據(jù)中心之外，云服務(wù)商都在積極打造各種基礎(chǔ)設(shè)施，以方便將云服務(wù)的技術(shù)、產(chǎn)品和模式延伸到更多領(lǐng)域之中。例如，Amazon Outposts，亞馬遜云科技希望通過它將云計(jì)算的各種體驗(yàn)、技術(shù)延伸到用戶本地?cái)?shù)據(jù)中心。

值得關(guān)注的是，亞馬遜云科技在今年大會上再次展示了其將云計(jì)算拓展的決心。亞馬遜云科技宣布，2022年將在21個(gè)國家建設(shè)超過30個(gè)本地?cái)U(kuò)展區(qū)；此外，Amazon Outposts、IoT 服務(wù)、Snow 家族服務(wù)、Amazon Ground Station也將云的能力延伸到物聯(lián)網(wǎng)、太空等場景中。

以O(shè)utposts為例，很多客戶在低延遲、數(shù)據(jù)本地化的場景中都在采用Outposts。顧凡介紹：“很多客戶都希望亞馬遜云科技將能力延伸到各種邊緣場景中，一套API、一樣的服務(wù)體驗(yàn)?！比缃?，Outposts除了整機(jī)柜產(chǎn)品之外，也衍生出1U和2U產(chǎn)品，在零售、制造工廠、醫(yī)院、油田等行業(yè)業(yè)務(wù)場景中被廣泛采用。

此外，亞馬遜云科技也推出了Amazon 5G Private 5G專網(wǎng)服務(wù)，幾天時(shí)間就可以部署和擴(kuò)容一個(gè)專用移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，適用于辦公室、園區(qū)、工廠車間等場景。

“云計(jì)算在未來是無疆的。”顧凡表示道。

總體來看，亞馬遜云科技在今年的re:Invent大會上再次發(fā)布了多款重磅的產(chǎn)品和服務(wù)。亞馬遜云科技的技術(shù)創(chuàng)新和云服務(wù)打造，核心原則是“以客戶為中心”，在客戶需求、業(yè)務(wù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，不斷構(gòu)建起至深至廣的各種云服務(wù)；與此同時(shí)，亞馬遜云科技又始終堅(jiān)持降低復(fù)雜性，讓云各種能力更好地被用戶所使用，像Serverless化也是其核心差異化競爭優(yōu)勢之一。面向未來，隨著亞馬遜云科技不斷將自身云能力延伸到更多場景之中，有望為全球用戶的數(shù)智化帶來更多價(jià)值。

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