亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品總監(jiān)張洋解讀了Graviton4的設(shè)計(jì)理念、技術(shù)細(xì)節(jié)以及客戶價(jià)值。從2018年發(fā)布初代，Graviton系列芯片已走過七個(gè)年頭，從最初小范圍探索，到如今自家數(shù)據(jù)中心一半以上新增服務(wù)器都在用，Graviton顯然是成功的。

談到最新的Graviton4，它有以下四大核心特點(diǎn)：

特點(diǎn)一：極致性價(jià)比，性能和成本可以“既要又要”

張洋提到，客戶的核心訴求永遠(yuǎn)是“既要更高的性能，又要更低的價(jià)格”。Graviton芯片正是為滿足這一普遍需求而生。

Graviton4主機(jī)相較于上一代Graviton3，在Java應(yīng)用、Nginx、Redis、MySQL數(shù)據(jù)庫、Spark數(shù)據(jù)分析等多種真實(shí)工作負(fù)載中，普遍實(shí)現(xiàn)了約30%的性能提升。相較于Graviton2主機(jī)，在部分場(chǎng)景下的性能更是直接翻倍。

與業(yè)界主流的x86架構(gòu)芯片主機(jī)，比如，基于英特爾至強(qiáng)和AMD霄龍?zhí)幚砥鞯脑浦鳈C(jī)相比，Graviton4主機(jī)在多數(shù)場(chǎng)景下也表現(xiàn)出了明顯的性能優(yōu)勢(shì)。運(yùn)行此類云工作負(fù)載的用戶可作為參考。

張洋介紹稱，在中國區(qū)市場(chǎng)，搭載Graviton4的新一代R8g實(shí)例，其定價(jià)與上一代基于Graviton3的R7g實(shí)例保持一致。用戶無需增加成本，即可享受到新一代芯片帶來的性能提升，直接將性價(jià)比提升了30%以上。

特點(diǎn)二：硬核技術(shù)迭代——更強(qiáng)的核心、內(nèi)存與擴(kuò)展性

Graviton4發(fā)布于2023年的re:Invent大會(huì)期間，它在核心技術(shù)指標(biāo)上可謂是全面升級(jí)，而且，從這一代開始Graviton可以支持主流的雙路服務(wù)器配置，這為承載更大規(guī)模、更關(guān)鍵的應(yīng)用負(fù)載奠定了基礎(chǔ)。

Graviton采用5納米制程工藝，核心數(shù)從上一代的64核大幅提升了50%達(dá)到了96核，更適合大規(guī)模并行任務(wù)。此外，主頻也從2.5GHz提升至2.8GHz，對(duì)主頻敏感的負(fù)載會(huì)有所提升。

內(nèi)存方面，它配置了DDR5-5600MT/s的內(nèi)存，內(nèi)存速率從4800提升到了5600，內(nèi)存通道數(shù)也從8個(gè)提升到了12個(gè)，內(nèi)存帶寬整體提升了75%。由于帶寬漲幅比核心數(shù)的漲幅更大，相較于Graviton3還進(jìn)一步緩解了內(nèi)存墻的問題。

Graviton4這次還首次支持雙路CPU，使得單臺(tái)服務(wù)器最高可配置192個(gè)物理核心。這一規(guī)格已接近x86主機(jī)的高端配置了，能夠更好地滿足SAP等對(duì)算力要求極高的大型企業(yè)級(jí)應(yīng)用需求。

也許你會(huì)好奇，為什么要做成雙路服務(wù)器而不是把單處理器核心堆到192核心呢？

對(duì)此，張洋解釋稱，首先考慮到芯片良品率，小的芯片制造成本更低。而且，在5納米工藝下，96核處理器能在性能、功耗、成本達(dá)到最佳平衡點(diǎn)。此時(shí)，搭配雙路配置既能帶來更好的擴(kuò)展性，也能拆分成多個(gè)小實(shí)例，更符合云計(jì)算的靈活性。

此外，Graviton4內(nèi)置了安全能力。實(shí)現(xiàn)了從芯片級(jí)數(shù)據(jù)處理、到內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸、再到主板信號(hào)通道的全鏈路端到端加密。這種硬件級(jí)別的加密機(jī)制，更適合云上的多租戶環(huán)境，為客戶數(shù)據(jù)提供了堅(jiān)實(shí)的安全保障。

特點(diǎn)三：面向真實(shí)工作負(fù)載的“逆向工作法”

Graviton成功的原因有很多，其中很重要一點(diǎn)就是亞馬遜云科技很特別的“逆向工作法”（Working Backwards）設(shè)計(jì)哲學(xué)。張洋表示，與傳統(tǒng)芯片廠商追求Benchmark跑分成績不同，Graviton一直都注重面向真實(shí)工作負(fù)載做優(yōu)化。

比如，Graviton4選擇將二級(jí)緩存（L2 Cache）從1MB翻倍至2MB，而不是像x86一樣把三級(jí)緩存做大。這是因?yàn)?，團(tuán)隊(duì)通過分析發(fā)現(xiàn)很多應(yīng)用都比較看重一級(jí)和二級(jí)緩存，比如，MySQL等應(yīng)用對(duì)二級(jí)緩存的延遲就極為敏感。

第一個(gè)選擇：優(yōu)化二級(jí)緩存能帶來最直接、性價(jià)比最高的性能收益。第二個(gè)選擇：堆三級(jí)緩存讓跑分更好看，這會(huì)帶來更高成本，但對(duì)真實(shí)應(yīng)用性能表現(xiàn)的提升非常有限。面對(duì)著兩個(gè)選擇，亞馬遜云科技選擇了更務(wù)實(shí)的第一個(gè)。

這種從客戶需求出發(fā)來優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)，再將成果交付給客戶驗(yàn)證的閉環(huán)模式，構(gòu)成了Graviton的快速迭代能力。

例如，Graviton2的用戶曾反饋說，主機(jī)的價(jià)格比較便宜，但是性能一般。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這是由于這些用戶前端HTTPS加解密負(fù)載巨大，二Graviton2沒有針對(duì)性做優(yōu)化而導(dǎo)致的。當(dāng)Graviton3中針對(duì)加解密性能做優(yōu)化時(shí)，得到了更多認(rèn)可。

特點(diǎn)四：成熟生態(tài)與廣泛應(yīng)用——從“吃自己的狗糧”到萬千客戶驗(yàn)證

一款芯片的成功從來都不只是硬件的成功，還要有強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)和廣泛的客戶實(shí)踐。Graviton在這兩方面都取得了顯著成功，得到了大面積應(yīng)用。

張洋介紹稱，與很多人想象的不同，Arm生態(tài)現(xiàn)在已經(jīng)很成熟了。亞馬遜云科技排名前100的客戶，100%在用Graviton，前200的客戶以及前1000的客戶里也有95%在用?，F(xiàn)在總共有7萬多家客戶在使用Graviton。

首先，在亞馬遜云科技的云平臺(tái)上，目前很多托管服務(wù)，包括Amazon EC2、S3存儲(chǔ)、容器服務(wù)、數(shù)據(jù)分析類、數(shù)據(jù)庫類服務(wù)，有大約二十多個(gè)大類的服務(wù)其底層都已經(jīng)用上了Graviton處理器，用戶在不知不覺間已經(jīng)成了Gravion用戶。

亞馬遜電商業(yè)務(wù)也在大規(guī)模使用Graviton，而且使用數(shù)量和使用規(guī)模在逐年上升。最近的Prime Day促銷活動(dòng)中，有超過40%的核心工作負(fù)載都跑在Graviton上，使用的芯片數(shù)量預(yù)計(jì)也在大幾十萬的規(guī)模。

IBM的測(cè)試顯示，使用Graviton3能將CPU占用率降低35%，成本隨之降低18%，遷移到Graviton4之后，CPU占用率又降低了30%。SAP HANA Cloud遷移到Graviton4之后，分析型工作負(fù)載性能提升25%，事務(wù)型負(fù)載也提升40%。

此外，無論是TiDB（PingCAP公司的數(shù)據(jù)庫）、Docker、Datadog、Databricks等獨(dú)立軟件開發(fā)商，還是系統(tǒng)集成商，很多都完成了對(duì)Graviton的適配。亞馬遜云科技還提供Amazon Q之類的工具，幫助用戶從x86遷移至Graviton。

結(jié)語

隨著Graviton4在中國區(qū)的落地，中國用戶可以輕松享受到30%的額外性價(jià)比提升。對(duì)于追求降本增效、加速創(chuàng)新的中國企業(yè)而言，Graviton4提供了一個(gè)極具吸引力的新選擇，將為Web、AI、數(shù)據(jù)分析、HPC和游戲等領(lǐng)域的客戶帶來真實(shí)可見的價(jià)值。

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