可能會有不少人把票投給 Amazon Graviton3。這不僅因為“自研芯片”這個概念在當下成為了“硬核實力”的象征、大眾喜聞樂見的話題,也不僅因為芯片代表了云服務最基礎的能力,更是因為 Amazon Graviton3 的發布,實實在在地影響了整個產業的格局,在多個領域起到了一錘定音的效果。
1.Amazon Graviton3 已知信息匯總
新任亞馬遜云科技首席執行官 Adam Selipsky 在 re:Invent 上援引分析師的估算:目前云上支出只占整個 IT 支出的 5% 到 15%,未來將有大量的工作負載遷移到云。同時,在此前的各類云計算大會上,來自氣象領域、生命科學領域的專家也曾紛紛表示,要進行科學研究,做更精準的建模,需要龐大的算力支撐。因此,在當下階段,產業對云計算的核心需求仍然是算力。
這就意味著,整個行業對云端算力的需求始終在增長,芯片始終是云計算的核心能力以及最大底牌,芯片的性能直接從根本上決定了云行業未來的發展。
那么這次亞馬遜云科技發布的 Amazon Graviton3,牌面有多大呢?我們先將目前所有已知參數做個匯總:
Amazon Graviton3 采用 5nm 工藝,64 核,集成了 550 億晶體管,主頻 2.6 Ghz,支持 bfloat16 (為深度學習而優化的新數字格式),PCIe 5.0。與 Amazon Graviton2 相比,Amazon Graviton3 處理器支持為科學計算、機器學習和媒體編碼工作負載提供高達 2 倍的浮點運算性能,為加密工作負載速度提升高達 2 倍,為機器學習工作負載提供高達 3 倍的性能。
Amazon Graviton3 處理器的能效也更高,在相同性能下,與同類型基于 x86 的實例對比,可節省高達 60% 的能源消耗。
由 Amazon Graviton3 處理器支持的 Amazon C7g 實例與由 Amazon Graviton2 處理器支持的當前一代 C6g 實例相比,可將計算密集型工作負載性能提高多達 25%,網絡帶寬也高出 20%。C7g 實例支持 Elastic Fabric Adapter (EFA),允許應用程序直接與網絡接口卡通信,提供更低且更一致的延遲,提高需要大規模并行處理(如 HPC 和視頻編碼)的應用程序的性能。
Amazon C7g 實例同時是云中第一個采用最新 DDR5 內存的實例,與基于 Amazon Graviton2 的實例相比,它提高了 50% 的內存帶寬,達到 300 GB/sec,從而提高了科學計算等內存密集型應用的性能。
就整體性能來看,即便其性能參數還沒有全部公布,在云計算行業也屬于頂流了,將 Amazon Graviton3 看做“底牌”并不過分,它有推動行業前進的實力。
2.基于 Arm 生態,云計算行業的長遠利益已經統一
那么將 Amazon Graviton3 視作整個云計算行業在 2021 芯片領域的代表是否合適呢?至少在現階段,可能是十分恰當的,數據是最好的答案。
據 Garnter 統計數據顯示,2020 年,亞馬遜云科技以 40.8% 的市場份額大幅領先、位居全球第一,第二名的市場份額還不到亞馬遜云科技的一半。今年 7 月 30 日,亞馬遜云科技發布了 Q2 財報,顯示其季度收入為 148 億美元,過去十二個月收入為 527 億美元,增速 37%,增速增長了 9%。
這樣的份額和增速,讓亞馬遜云科技在全球云計算市場形成的勢能極大,其自研芯片發布的影響也是相當巨大的。我們可以通過其官方合作案例來具象化這種影響:
盡管 Amazon C7g 實例還只有預覽版,但 Twitter 平臺主管 Nick Tornow 已經表示支持:“我們發現基于 Amazon Graviton3 處理器的 C7g 實例與基于 Amazon Graviton2 處理器的 C6g 實例相比,可將性能提高 20%-80%,同時還將尾部延遲減少多達 35%。我們非常高興并期待利用基于 Amazon Graviton3 處理器的實例獲得更好的性價比。”
要知道,2020 Q2,Twitter 的日活可是高達 1.86 億。亞馬遜云科技展示的客戶案例還有許多,個個是重量級:
一級方程式(F1)賽車首席技術官 Pat Symonds 表示:“基于 Amazon Graviton3 的實例在性價比方面的優越表現,我們期待它成為運行所有 CFD 工作負載的最佳選擇。”
Epic Games 高級工程總監 Mark Imbriaco 表示:“我們的測試表明,它們(Amazon Graviton3)甚至適用于要求最嚴苛、延遲敏感度最高的工作負載,同時提供卓越的性價比,提升了《堡壘之夜》和任何基于虛擬引擎創造的游戲體驗。”
更為重要的是,盡管還不確定 Amazon Graviton3 是基于 Arm Neoverse N2 還是 V1,但性能始終是有保障的,N2、V1 分別代表了最高單芯片性能和最高單線程性能,Arm 對 N 系列的 PPA 特征定義是“性能、功率、面積得到了同等的考量”,對 V 系列的定義是“突破性能極限”,哪種都好,都是 Arm 在摘掉“只能在功耗上做文章”后的翻身仗。
而 Arm 能有這場翻身仗,一個離不開蘋果的 M1,另一個就主要靠亞馬遜云科技的 Amazon Graviton 系列。M1 主要引導了行業對個人 PC 領域狀況的關注,而 Arm 在企業服務市場的發力,甚至還在個人 PC 之前,這也是 Amazon Graviton 系列影響力的證明。
就在 Amazon Graviton3 的背后,其實也反映著,Arm 在芯片級的技術創新,是云計算能力長期發展的源動力。今年的 2021 亞馬遜云科技 re:Invent ,亞馬遜云科技發布了 Amazon IoT TwinMaker、Amazon IoT FleetWise、Amazon Private 5G,云邊端一體戰略、5G 戰略都已經落地,而 Arm 端云同構、低功耗、高效能和輕量化的特點,恰好適應云行業整體戰略的走向。
同時 Arm 架構下的芯片性價比高于 x86,Amazon C7g 實例明年在市場的全面展開,會把這一判斷變成實實在在的商業邏輯。
除亞馬遜云科技外,國外幾個主要云廠商的云服務實例現階段是基于 x86 架構,但早前都有傳聞放出,考慮基于 Arm 架構自研芯片。國內云廠商則早已擁抱 Arm,生態建設進展飛快。
Arm 生態唯一的隱憂來自于英偉達的 400 億收購,但來自英國、歐盟、美國等國家和地區監管機構的質疑,讓收購處于停滯階段。
至少在未來幾年,Arm 生態的繁榮是不可避免的,生態內以亞馬遜云科技為代表的云廠商們,也將“底層”無憂。
3.寫在最后:功耗逐漸成為重要考量因素
芯片性能能否保持高速增長,是否符合摩爾定律,這自然是芯片行業關注的焦點。但芯片功耗之于云計算產業,也是越來越重要,不能夠忽視。
從短期目標來看,功耗直接影響成本,成本越低利潤越高,越適合大型公有云廠商集中采用。同時,不斷有調研機構給出數據,未來過半的數據將集中在端側,物聯網設備對功耗的要求也會越來越嚴格。
從長期目標來看,對碳排放的控制已成全球共識,未來對芯片功耗、數據中心能耗的要求只會收緊,不會放寬。
可以說,基于 Arm 架構的 Amazon Graviton3 是符合行業的短期利益和長期利益的。2022 年年初,x86 架構下的芯片很可能推陳出新,核心數量也很可能超越 64 ,但在以上種種維度因素的綜合考量下,能否對抗 Amazon Graviton3,就是未知數了。