AWS在11月6日推出新的實例類型C5，其中采用了新的虛擬化引擎——一款AWS自家定制的KVM。這可能意味著AWS從2006年啟動時就開始使用并持續優化至今的Xen技術棧，將逐漸淡出這一體量龐大的云計算平臺。

關于Xen與KVM

Xen最早是劍橋大學的一個研究項目。該項目在2003年以開源協議發布后，先后經歷了XenSource公司、Citrix公司、Linux基金會等組織的領導，其技術陣營包含了Citrix、IBM、Intel、HP、Novel、紅帽、Sun、Oracle、Amazon、AMD、Bromium、CA Technologies、Calxeda、Cisco、Google、三星、以及Verizon等業界巨頭。

KVM（Kernel-based Virtual Machine，直譯為“基于內核的虛擬機”），最早是以色列初創企業Qumranet發布的開源項目。該項目在2007年被合并入Linux內核代碼——這對KVM而言是非常重要的一個節點，該公司則在2008年被紅帽收購。KVM技術差不多到2010年之后進入成熟階段，該技術陣營目前包括紅帽、SUSE、Linaro（ARM）、IBM、Intel、Google、Oracle等業界巨頭，國內的華為、阿里巴巴、騰訊等也均有參與。

在AWS啟動的2006年，Xen還是當時最成熟的虛擬化引擎技術（對于Linux操作系統而言），而KVM項目還沒有出現在大家的視野中。因此，AWS在早期技術選型當中采用了Xen，成為其彈性計算的底層基礎。（此外，2009年啟動的阿里云也因為當時KVM還不成熟的原因采用了Xen，不過兩家一直未停止過對KVM的關注與投入，阿里云更是在數年前就已經推出了基于KVM的主機。另外，2011年啟動的Google Cloud從一開始就采用了KVM引擎。）

AWS的用戶需要知道什么？

首先，AWS的用戶現在已經可以將自己跑在C4實例上的主機切換到C5，前提是：

現在已經推出C5的區域有US East (Northern Virginia)、US West (Oregon)、EU (Ireland) Regions，目前要用C5的話只能在這三個區，其他區還得等等。AMI鏡像的操作系統必須包含ENA和NVMe的驅動，因為C5的網絡和存儲功能是在硬件層面實施的。AWS平臺上提供的最新版AMI鏡像，包括Amazon Linux、Microsoft Windows (Windows Server 2012 R2 以及 Windows Server 2016)、Ubuntu、RHEL、CentOS、SLES、Debian、FreeBSD，現在都支持。同理，如果你制作自己的AMI，也是一樣的要求。

Reddit網站上已經有用戶在分享自己的切換過程，感興趣的讀者可以前往查看或提問。Jeff Barr也會在那里回復一些問題。

C5實例可以選擇的實例尺寸見下表：

Instance Name	vCPUs	RAM	EBS Bandwidth	Network Bandwidth
c5.large	2	4 GiB	Up to 2.25 Gbps	Up to 10 Gbps
c5.xlarge	4	8 GiB	Up to 2.25 Gbps	Up to 10 Gbps
c5.2xlarge	8	16 GiB	Up to 2.25 Gbps	Up to 10 Gbps
c5.4xlarge	16	32 GiB	2.25 Gbps	Up to 10 Gbps
c5.9xlarge	36	72 GiB	4.5 Gbps	10 Gbps
c5.18xlarge	72	144 GiB	9 Gbps	25 Gbps

其次，如果你已經用上了C5，想用它跑一些機器學習的推斷（inferencing）任務或者類似的計算任務，可以看一下這個Intel Math Kernel Library。C5的處理器用的是3.0 GHz Intel Xeon Platinum 8000系列，這款專為EC2做過優化的處理器配合上面那個數學庫可能會有很好的性能。

此外，C5還增加了每個vCPU的內存。對于兼容AVX-512指令集的代碼而言，矢量操作和浮點操作的性能甚至可以翻倍。

切換到C5之后，由于運行在新虛擬化引擎上的實例是通過NVMe接口從EBS卷上啟動的，而運行在Xen上的實例是從一個模擬IDE硬盤上啟動、再切換到Xen的半虛擬塊存儲驅動上的，所以雖然操作系統（OS）能夠識別自己正運行在哪個虛擬化引擎上，但如果軟件本身假設底層的虛擬化引擎是Xen并依賴于該假設，則可能會引發一些問題。

但總體來說，AWS表示只要OS層面能夠支持ENA網絡和NVMe存儲，則大部分軟件都能正常工作。AWS還表示，其他的EC2功能并不會受到影響。

如果你是AWS EC2 API的重度用戶，擔心這次虛擬化引擎的變更會對API造成什么變化，則不用擔心了：AWS在其FAQs頁面中表示其對外公開的API完全不會因為引入新的虛擬化引擎而有任何改變。

KVM在EC2上的正式啟用對AWS意味著什么？

作為計算資源服務的提供方，提升性能、降低成本是永恒的話題。

Xen最初設計時，x86架構尚未引入虛擬化擴展功能，所以Xen為了實現Linux系統的虛擬化，就把Linux內核給改了——這就相當于在之后的十幾年里，Xen一直維護著一套自己的Linux內核版本，所以上游Linux內核社區的很多新的好東西，它要費一番功夫才能移植進來，這就造成了很大的維護成本。

而另一方面，因為KVM項目是合并在Linux內核代碼中的，維護起來就非常容易。Linux內核上游社區的研發勢能是非常大的，在這種情況下，KVM的發展速度迅猛，在穩定性、性能方面的提升很快趕超了Xen，受到很多技術人與企業的青睞。

EC2是AWS的基石，虛擬化引擎又是EC2的基石。由于AWS是一套構建多年的、龐大而復雜的系統，很多功能會對Xen有所依賴，要讓這套系統同時穩定的支持Xen與KVM，是一項非常復雜的工作。所以C5的推出，意味著AWS這套系統已經脫離了對Xen的完全依賴。

對AWS而言，基于KVM的系統要比基于Xen的系統的維護成本更低，這是一方面。

另一方面，可能也與性能有關。按AWS首席布道師Jeff Barr在博客中所說，C5在性價比方面相比C4提升了25%，針對有些任務甚至可以達到50%——這是針對用戶而言。要知道對于AWS今天這樣的體量，哪怕是1%的節省都是巨大的；如果有25%這樣比例的性價比提升，則絕對是勢在必行，無論花費多大代價也要上。當然這其中的性能提升有多少是來自新的硬件，有多少是來自KVM，這就不一定了。

此外，AWS首先在“計算密集型實例”（compute-intensive）上正式采用KVM，而不是從通用型、內存密集型等其他類型上開始，可能是因為考慮到計算密集型業務的I/O操作較少，比較獨立，耦合性比較小，因此更容易替換的原因。

這次改變對于業界有什么影響？

從市場占有率的角度來看，就是Xen的最后一個大體量的用戶對Xen說，以后我不再需要你了。

如果說以前還有業界傳言說AWS在Xen上投入太過巨大、依賴太重，所以AWS將一直支持Xen的話，那么現在這個傳言已經宣告終結。畢竟，如果連AWS都以實際行動表示切換到KVM的收益大于成本了，那么那些體量更小的Xen用戶還能對Xen有什么更多的期待呢？

所以對于未來的市場而言，這次改變也許象征著Xen的使命已經結束了。對于過去的市場而言，Xen的使命就是讓那些仍然跑在Xen上的業務們能夠繼續平穩運行。不過這里面還有一個變數就是Unikernel，那就是另一個話題了。

從上游社區的角度，影響可能不大，因為Amazon一直不是個活躍的開源社區參與者。即使作為最大的Xen用戶那么多年，Amazon對Xen上游社區的代碼貢獻數量卻是屈指可數。所以對于KVM項目，可能我們未來也不大會看到很多來自Amazon的代碼貢獻。

從技術發展的角度，這是個大趨勢下技術更新換代的必然——也許從KVM被合并到Linux內核代碼的那時起就已經種下了種子吧。

總結

關于AWS此次擁抱KVM的C5發布，目前公開的信息就總結到此。