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服务云原生 Graviton2处理器带来40%性价比提升 AWS中国高管详解背后关键技术

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【TechWeb】2月5日消息,日前,亚马逊云服务(AWS)正式宣布,由 AWS Graviton2 处理器提供支持的 Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) M6g、C6g 和 R6g 实例(注1)已在由光环新网运营的 AWS 中国(北京)地区和由西云数据运营的 AWS 中国(宁夏)区域推出。这是AWS自研处理器首次落地中国区域。

截至2021年1月,AWS推出了近400种Amazon EC2实例,被全球几百万客户广泛使用。

作为一款AWS自研、基于Arm架构、原生为云而设计开发的芯片,AWS Graviton2 处理器于2019年12月在AWS re:Invent大会上正式发布。历时1年多正式落地中国,AWS大中华区云服务产品管理总经理顾凡表示,Graviton2 处理器将给客户带来很多惊喜,Graviton2的使用场景会打破大家对于ARM在企业级应用适用范围的原有认知。

事实上,因为海外业务需求增长,国内企业涂鸦智能和大觥科技均已率先采用Graviton2 处理器支持的Amazon EC2实例来赋能公司业务发展。

据涂鸦云端开发部首席架构师陈亚焱介绍,涂鸦提供全球化AI+IoT平台,每天处理设备请求840亿次,请求高峰达150万次/秒,日处理1.2亿次AI语音交互。去年的黑五、圣诞、元旦,涂鸦均迎来一波流量增长高峰,这就要求平台必须做到非常实时的扩容。目前涂鸦已经将公司约40%的实例切换至Graviton2架构的实例上。基于Graviton2实例,涂鸦CPU性能提升100%,CPU占用率从之前的27%降到12%;服务器单价降低20%,整体性价比提升2.5倍。

大觥科技有限公司是一家专注AI影像处理领域科研和应用的公司,该公司服务多家电影厂、电视台、影视后期等企业级客户,同时针对个人用户,推出了国内app“你我当年”,以及海外app“Remini”。大觥科技副总裁袁泉介绍,2020年2月,海外Remini业务量出现猛烈增长,使得公司算力支持遇到瓶颈,于是开始跟AWS合作。通过对比Graviton系列的C6g和传统架构的C5.large两款机型,发现C6g在性能上提升了30%,在成本上节约了38%。

根据AWS官方提供的更全面的对比测试数据显示,与同配置X86实例相比,由AWS Graviton2处理器提供支持的Amazon EC2 M6g、C6g和R6g实例的性价比提高了40%。

Graviton2处理器何以有如此高的性能提升,近日AWS大中华区云服务产品管理总经理顾凡和AWS大中华区产品部计算与存储总监周舸接受了TechWeb等的采访,对Graviton2处理器及其支持的EC2实例背后的关键技术及产品服务发展战略进行了解读。

AWS自研芯片

谈及Graviton2处理器就不得不谈AWS的自研芯片战略。

2013年AWS开始跟Annapurna labs合作研发第一代Nitro。此后,Amazon收购了Annapurna labs,将其变成自己的半导体设计公司,由此揭开了自研半导体芯片的发展历程。

目前,AWS的自研芯片有3条主线。

第一条是AWS Nitro。2017年AWS第一次公开介绍Nitro,Nitro的研发升级旨在为用户提供更高的网络访问性能。到2020年,Nitro已经发展到了第四代。Nitro架构及Nitro卡的升级迭代,让AWS网络能力从最初10G的时代跨入到100G再到2020年的400G,存储带宽能力提升好几倍。

第二条,针对机器学习,AWS在2019年推出了AWS Inferentia专门用于推理的芯片;另外,AWS计划在2021年推出自研的专门为训练工作负载设计的AWS Trainium芯片。

第三条,就是在CPU部分的投入和研究。2018年的时候,AWS首次推出基于ARM架构的Graviton第一代CPU芯片。2019年re:Invent,AWS推出第二代产品Graviton2。此后的2020年开始有很多客户迁移至Graviton2。

Graviton2的设计关键

周舸强调,Graviton2是最新的基于ARM架构自研的芯片,也是第一个真正的以云为原生设计的,适合运营现代化应用负载提供云服务的芯片。

AWS究竟是如何思考和设计ARM架构的CPU?Graviton2到底跟传统的X86有什么不一样?对此周舸进行了解读。

周舸介绍,设计Graviton2的目标很简单,希望每一个核在Graviton2里面,都能够达到最好的真实性能,满足客户现代化应用的需要。同时,我们希望在一个CPU里,放尽量多独立的核,以便最大程度的让它充分发挥平行扩展的能力。

通过比较基于Graviton2的实例C6g.large和基于X86架构英特尔CPU的实例C5.large,这种差异化设计更能一目了然。

C5.large是AWS基于Intel内核的计算密集型实例。C6g.large实例基于Graviton2内核实现。

周舸介绍,这两个实例最明显的区别是,C5.large一个核里可以跑两个线程,每一个线程相当于一个独立的任务在运行,通过SMT去控制和协调。两个线程共享一级和二级缓存。这是标准的Intel的内核设计特色。Graviton2采用两个物理核,每一个核只跑一个线程,只完成一个任务,独享L1和L2缓存,互相不受干扰。

周舸强调, 基于Graviton2的C6g.large实例一级缓存多了4倍,二级缓存增大2倍。这些都充分让Graviton2内核的CPU能够最大程度的适应云原生可平行扩展的微服务化应用,能够充分发挥它的能力。这是我们设计Graviton2的最关键的一些特点。

与第一代AWS Graviton处理器相比,AWS Graviton2处理器性能达到前者7倍、计算核心数量达到4倍、缓存达到2倍、内存速度达到5倍。AWS Graviton2处理器具有全天候运行的256位内存加密功能,每个核心的加密性能速度比第一代AWS Graviton处理器提高50%。

目前,AWS Graviton2 处理器提供支持的 Amazon EC2 M6g、C6g 和 R6g 实例已经正式落地中国。

其中,Amazon EC2 M6g为通用型实例,为工作负载提供均衡的计算、内存和网络资源,可用于开源软件应用程序,例如微服务、游戏服务器和消息队列等;C6g为计算优化型实例,计算资源配比较高,适用于计算密集型应用程序,例如高性能计算、批处理、广告服务、视频编码、游戏、科学建模、分布式分析和基于CPU的机器学习推理等工作负载;R6g为内存优化型实例,内存资源配比较高,适用于内存密集型应用程序,例如开源数据库、内存数据库和实时大数据分析。三类实例都分别有8种资源大小可供选择,分别为1个、2个、4个、8个、16个、32个、48个和64个vCPU,并且可以作为按需实例、预留实例或Spot实例购买,充分体现了云计算资源配置的灵活性。

AWS大中华区云服务产品管理总经理顾凡表示,云计算的创新始终没有停止,客户的需求始终是AWS创新的动力源泉。AWS与英特尔、AMD、英伟达、赛灵思等芯片厂商都有着深入的合作,我们推出自研处理器,旨在为客户提供更多样化的计算实例选择,在提供出色性能的同时节省大量成本,满足客户不同应用场景的需求。

顾凡也向TechWeb强调,我们把选择权交给客户,让客户根据自己的需求去选择合适的产品。我们会在客户充分地体会到Graviton2带来的性价比提升的情况下,帮助他们在中国区域用起来。 (文/宁萌)

(注1:实例是AWS提出的一个云计算基本概念,它是指在一段时间内分配的一组计算资源。用通俗的叫法,实例也被称作云服务器、虚拟服务器、云主机、虚拟机等等。)

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