雲廠商（超大規模資料中心）是伺服器廠商又愛又恨的客戶，早在幾年前，雲廠商要求定製化伺服器，去掉不用的元件，因為採購規模很大，所以還可以進一步壓價，這使得部分強調高價值的伺服器廠商直接放棄了這部分市場。

而現在，隨著規模的增長，考慮到規模經濟效應，越來越多的廠商開始考慮定製晶片，甚至自己研發晶片，這其中，亞馬遜雲服務（AWS）絕對是先鋒式的存在，自研晶片不僅降低了成本，還能成為競爭中的有力武器。

最近，AWS大中華區產品部計算與儲存總監周舸介紹了AWS在晶片定製化方面的一些細節。

Nitro：能把各種硬體（包括Mac Mini）變成EC2例項的神器

AWS是雲廠商裡較早（可能是最早）自行設計晶片的，其根本的出發點還是要用上自己真正適合的東西，在我看來，Nitro是AWS主機區別於友商的一大因素。

AWS從2013年開始用Nitro卡，業內部分技術實力比較強的雲廠商也於近年來推出了類似方案。

2020年，Nitro迎來了第四代

為了開開心心的用上自己的晶片，AWS在2015年收購了以色列晶片公司Annapurna Labs（此前雙方合作做出了Nitro卡）。

隨著晶片實力的加強，AWS的Nitro從一個網絡卡一步步演進，變成了AWS基礎設施非常非常重要的一個組成部分。

Nitro的能力可以總結為三個方面：

Nitro Hypervisior:在專有硬體上承載hypervisior，hypervisior不佔用主機資源不影響主機效能，讓主機實現近似裸機伺服器的效能表現；

Nitro Cards:專有硬體承載儲存、網路功能，以及控制EC2例項的業務邏輯；

Nitro安全晶片:硬體層的安全驗證能力；

也就是說，Nitro既能作為網絡卡，也能連線和控制硬碟，控制EBS塊儲存，它Offload了CPU執行Hypervisior的工作負載，而且還能做一些硬體安全檢查，按照周舸的介紹說，有了Nitro，AWS可以快速發展多種EC2例項。

前不久AWS釋出的產品中，EC2 Mac例項讓人眼前一亮，有人開玩笑說，“Mac滯銷了，救救蘋果吧”，有人說，“又少了一個買蘋果電腦的理由”。

在實際架構中，Mac Mini被直接放在機架裡，另一端連的就是Nitro卡，接入了Nitro卡之後就意味著可以像別的EC2例項一樣，可以對接各種雲服務。

在Nitro卡的幫助下，AWS今年釋出了許多新的例項，去年re:Invent的時候還只有270多種例項，而現在有了400個例項，Nitro的貢獻很大。在Nitro的幫助下，AWS可以提供支援包括AMD、Intel和ARM在內的多個計算平臺。

處理器晶片：ARM處理器Graviton的價效比

如果說蘋果釋出搭載M1處理器的Mac電腦，讓PC廠商覺得ARM個人電腦有搞頭，那麼AWS在釋出搭載Graviton處理器的伺服器的做法，則是讓ARM伺服器晶片廠商和ARM伺服器廠商備受鼓舞。

當國內ARM伺服器廠商還在強調跑安卓虛擬機器的優勢的時候，暴露出的是應用場景發展匱乏的根本性問題。

而當看到Graviton例項能支撐包括Web場景，包括MySQL、PostGresql等場景時，才真正看到了ARM伺服器真正的用武之地，ARM發展誠可期待。

從周舸的介紹中可以看出來AWS要發展ARM的必要性：

比如在Web網站場景中，使用者需要的是更強的IO效能，如果是原來的處理器平臺，有許多CPU資源被浪費了，如果改用ARM處理器，則可以省下很多成本。

看一個數字：第一代Graviton靠這一特效能節省40%的成本。

Graviton2推出的時候，AWS對處理器架構有了更深入的思考。

周舸解釋說，多核以及多執行緒技術固然有優勢，但並不是所有應用都需要，通用處理器發展了這麼多年，既要發展多核多執行緒，也要照顧那些不需要多核多執行緒的應用，這使得架構會很複雜，會有很多功能模組，成本會很高，用不到的時候會造成浪費。

Graviton2單核單執行緒，執行緒間不爭搶Cache，大Cache，效能穩的一批

而Graviton2沒什麼歷史負擔，用化繁為簡的思路來看，只強調構建好多核能力，而不考慮再構建超執行緒的能力，比如類似SMT的那種超執行緒技術。

實測資料發現，Graviton2即使是在跑資料庫這種重型工作負載的時候，仍有非常優秀的表現，下圖是Postgres TPC HammerDB的測試資料。

採用Graviton2的M6g例項與採用至強處理器的M5例項相比，同等執行緒數不用超執行緒的M6g效能表現要比用超執行緒的M5要強，效能全面壓制。

要注意的是，採用了超執行緒技術的M5例項在48執行緒之後，64執行緒到96執行緒，再增加執行緒數效能增長很小，可以說是SMT的瓶頸了，而M6g則大概繼續保持線性增長。

相同成本比效能，還是m6g贏

如果覺得物理核心對比超執行緒不公平，那麼可以比價效比，實際上，M6g的價效比要高於M5例項（大約30%-40%）。

如果使用者有執行在ARM上的例項，那M6g將是非常理想的選擇，周舸也表示，有很多在Linux上面跑的程式都可以快速、簡單的轉到Graviton上面去，用起來並不難。

目前，國外以及國內很多使用者都用上了Graviton處理器支撐的例項，既包括Nginx Web伺服器類基礎的，也包括MySQL和Redis資料庫類以及HPC、大資料等IO密集型場景中，應用型別還是挺豐富的。

能效高：Graviton單位能耗釋放的效能是x86的兩三倍

多元化的算力是必然趨勢，隨著應用的深入，相信ARM架構會獲得更進一步的發展。

現在看來，AWS應該算的上是ARM陣營的一面旗幟。

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PS：剛發現AWS在B站發了影片，有興趣的朋友可以學習下，翻譯的字幕也還湊活可以看。

https://b23.tv/zWYgXI