数字经济时代，创新是驱动业务永续的关键元素，随着企业业务的数字化进程不断加速，应用场景的多元化趋势日益显著，随之而来的工作负载逐渐渗透到云、边缘、各类终端，无处不在的计算正成为主流。此时，基于云的多样化算力创新就显得格外重要，实例类型也在趋于丰富。近日，亚马逊云科技宣布由Amazon Graviton2处理器提供支持的Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）M6g、C6g和R6g实例已在由光环新网运营的Amazon Web Services中国（北京）区域和由西云数据运营的Amazon Web Services中国（宁夏）区域上线。
“客户的需求始终是亚马逊云科技创新的动力源泉。我们与英特尔、AMD、英伟达、赛灵思等芯片厂商都有着深入的合作，第一时间将它们的最新技术放在云端提供给客户。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。”亚马逊云科技大中华区云服务产品管理总经理顾凡表示。
目前，Amazon EC2提供的实例类型接近400种，业务规模相当于一家提供400种服务器型号的中大型服务器厂商，服务的全球客户超过百万。之所以取得如此成绩，离不开丰富的计算架构支持，即与半导体厂商的全面合作、Amazon Nitro系统，以及自研处理器。此次发布的Amazon Graviton2，就是亚马逊云科技自研的、原生为云而设计开发的芯片，也是亚马逊云科技自研处理器首次落地中国区域。
相较于第一代Amazon Graviton处理器，Amazon Graviton2处理器在性能和功能方面提升显著，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，并且具有全天候运行的256位内存加密功能，每个核心的加密性能速度比第一代Amazon Graviton处理器提高50%。
据了解，Amazon EC2 M6g、C6g和R6g实例是在Amazon Nitro系统基础上构建的。Amazon Nitro系统汇集了由亚马逊云科技设计的硬件和软件创新，通过多租户隔离、私有网络和快速的本地存储，实现高效、灵活、安全的云服务交付。在顾凡看来，亚马逊云科技弹性计算服务的优势体现在五个方面。
第一是广泛深入，多元选择。亚马逊云科技的弹性计算支持Linux（Red Hat、SUSE、Ubuntu、CentOS和亚马逊的Linux系统）、Windows、Mac OS，以及x86和Arm处理器架构，拥有通用型和针对不同负载优化的计算实例类型，可满足计算密集型、内存密集型、存储、IO敏感、吞吐敏感、网络延迟敏感等应用需求，支持裸金属、存储和网络功能。同时，还支持定制化和社区的镜像 (AMIs) 。通过多样化的采购选项，按需、预留、Spot，Savings Plans，可以让客户灵活配置，大幅节省成本支出。
第二是业界领先，安全可靠。对于企业客户来说，确保业务能够可持续运营至关重要。此前，服务器的计算、网络、存储等模块在虚拟化时会占用过多的资源，相关的技术软件栈在更新时也面临着协议的迭代，导致企业在创新时的门槛较高。Amazon Nitro的出现则把上述虚拟化的功能从物理服务器上转移过来， 并且创建了额外的隔离，进一步保护Amazon EC2实例中高度敏感的数据，由安全区域连接到EC2实例虚拟机，不具备持久性存储、管理员或操作员访问权限，只提供与EC2实例的安全本地连接。同时，广泛的实例类型支持如M5、C5、R5、i3en也为客户提供了更多的选择。
第三是企业应用，多维赋能。大量的客户更愿意在亚马逊云上运行Windows应用，包括服务器端的Windows服务器操作系统、SQL Server数据库等等，亚马逊云科技在Windows应用市场的份额占比也是最高的。亚马逊云科技还拥有云中最大的SAP认证实例，也是目前云端唯一一个提供高达24TB大内存实例且经过SAP认证的云厂商，引入了包括首批具有2TB和4TB实例的SAP认证云产品。在传统的企业数据中心里，全球有60%左右的应用都运行在VMware上。在亚马逊云上运行VMware Cloud，让客户能够用熟悉的VMware工具管理云上的基础设施资源，还可以利用云计算的弹性。进一步，客户还可以利用云上其它的服务，例如数据分析、机器学习、无服务器计算、容器等方面的服务。
在HPC领域，亚马逊云科技为客户提供了多种适合高性能工作负载的云服务。从最基础的、灵活调用的高性能计算实例，到具备高吞吐、低延时的分布式文件系统，再到高性能计算中的任务调度系统，高性能计算用户都可以很容易直接在云上启动服务来满足自身的需求。由于亚马逊云科技高性能解决方案在计算、网络、存储、安全性和云编排等方面提供了高度的可定制特性，大量客户从机械设计到风洞仿真、半导体芯片设计、天气预测、基因测序、计算化学、地质分析和勘探等方面使用亚马逊云解决各种复杂的问题。
第四是化繁为简，成本优化。技术普惠的一个显著特征是产品价格降低，企业成本进一步优化，亚马逊云科技为客户提供的是易选（EC2 Instance Discovery、Amazon Compute Optimizer）、易用（EC2 Image Builder）、易省（按需、预留、Spot和Savings Plans的多种采购方式）的解决方案，可以帮助客户预测所需的实例情况，更合理的规划资本支出。
第五是纳云于内，触手可及。亚马逊云科技在全球范围内拥有25个区域、80个可用区。在帮助世界各地的客户在不同地域开展业务的同时，也在利用混合架构和API为各行各业的客户提供快速创新的方法，把业务从云端推向边缘。
北京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，致力于将颠覆性的技术带给老旧照片修复、画质增强等行业。针对在企业级市场，公司服务于国内外多家电影厂、电视台、影视后期公司；针对消费端用户，大觥科技分别在国内和海外推出了“你我当年”和“Remini”APP。为了解决业务突然增长带来的算力扩容问题，大觥科技在2020年初开始与亚马逊云科技合作，使用Amazon CloudFront对前端架构进行了改进，提升了服务性价比，并且通过引入C6g实例，在同样处理250万张图片的情况下，较C5实例的成本节省近38%，结合ASG、Amazon EC2 Spot、Amazon Graviton2、Amazon Rekognition等产品的使用，大觥科技的服务更新速度提升了8倍，运营成本节省了20%，运营效率提升了40%。
“我们有若干次的重大瓶颈都是在亚马逊云科技的助力之下突破的。当我们遇到算力制约的时候，亚马逊云科技有充足的算力和实惠的价格，Spot带来的实惠的性价比，给我们提供了充足的保证。”大觥科技副总裁袁泉谈到，“当我们面临to B业务复杂多样的需求的时候，亚马逊云科技有完善的技术体系和全面的功能，使我们总能找到合适的解决问题的组合。”
既然说到无处不在的算力，就不能不提Amazon Graviton2，这也是支撑Amazon EC2的算力基石。“我们做Graviton2的目标很简单，就是希望让云上的现代化应用充分利用每个核心的最优真实性能，而不是纸面上的跑分。同时我们希望在一个CPU里面，放尽量多的独立的核，以便于最大程度的让它发挥平行扩展的能力。”AWS大中华区产品部计算与存储总监周舸说。
以下图为例，计算密集型实例C5.large使用了最新的英特尔内核，单个核心可以运行两个线程，每个线程相当于每一个独立的任务在运行，通过SMT控制和协调，两个线程会同时共享下面的一级和二级缓存。相比之下，使用Amazon Graviton2内核的C6g.large中，两个物理核各自运行一个线程，只完成一个任务，并且独享的L1和L2缓存，互相不受干扰，这样颗粒度会更精细，可以达到最高的性能一致性。
C6g实例与C5实例对比
周舸介绍称：“针对每一个线程、每一个任务、每一个核来说，可以看到在Amazon Graviton2上面的一级缓存相较英特尔上面的多了四倍，二级缓存有两倍，这让Amazon Graviton2内核的CPU能够最大程度的适应云原生，可以平行扩展微服务化的应用，能够充分发挥它的能力。”
在基于Amazon Graviton2的三个实例系列M6g、C6g、R6g中，M代表通用型，内存与CPU核的比例为1：4，C6g计算密集型，内存与CPU核的比例为2：1，R6g是内存密集型，更适合像据库等应用，内存与CPU核的比例是8：1。通过对核心、缓存的设计改变，这些基于ARM的实例的应用范围变得更加广泛，无论是应用于MySQL、PostSQL的开源数据库，还是Redis应用、数据分析，亦或是HPC类型的负载，都可以充分满足需求。
适合广泛的工作负载和应用
涂鸦智能是全球领先的IoT云平台，连接消费者、制造品牌、OEM厂商和连锁零售商的智能化需求，提供一站式人工智能物联网的PaaS级解决方案。并且涵盖了硬件开发工具、全球云、智慧商业平台开发三方面，提供从技术到营销渠道的全面生态赋能。在涂鸦云上，每天处理的设备请求次数达到840亿次，请求高峰是150万次/秒，云端服务器的响应时间小于10毫秒/次，每天还会处理1.22亿次的AI语音交互。这么大规模的数据交互，服务的实时响应和安全可靠尤为关键。此外，考虑到全球化的业务需求，在各地自行搭建数据中心无疑会导致成本激增。
此时，涂鸦智能选择了亚马逊云科技进行合作，一方面可以满足全球化可用区域的业务和合规要求，另一方面在技术上也能满足对网络链路的稳定性和SLA的高要求。涂鸦智能率先将QUIC用于MQTT（消息队列遥测传输协议），IoT设备经此协议连接到云端，底层同时也支持TLS。借助Amazon Network Load Balancer，请求可以被转发至后端的实例。
由下图可知，涂鸦智能在Levimqm2m的部分保持了TCP长链接做协议解析，将解析后的MQTT协议交给Levimqcore，进行请求的处理、转发、连接的认证健全等工作，peadb则是涂鸦智能自研的内存数据库，可以存储每一个设备的连接状态、权限信息等数据。目前，Levimqm2m、Levimqcore、peadb三层应用都已经切换到Amazon Graviton2，其中m2m是基于M6g构建，中间的逻辑处理层则是基于C6g实例，来获取更高的计算性能。
“此前，我们的数据都运行在x86的机器上，后来借助多集群和一些灰度方案，会把流量慢慢的转移到基于ARM架构上。这部分流量过去之后，它的存储其实相当于是做了一个可用区之间的同步和写入。”涂鸦智能云端开发部首席架构师陈亚焱认为，Amazon Graviton2比较适合网关类服务，来支持物联网设备的连接，“每个CPU都是一个独立的物理核心，这和我们整个的架构、资源隔离的情况非常匹配，而且ARM芯片对于AI计算的表现也是相对比较好的。”
通过引入Amazon Graviton2，涂鸦智能的CPU的性能提升了100%，，服务器单价降低20%，整体的性价比提升2.5倍。陈亚焱表示，“Amazon Graviton2的架构非常符合我们的连接层架构，因为我们的连接层本身就有轻量级的进程，Amazon Graviton2每个CPU核心的设计、每个进程都是隔离运行的，并且Amazon Graviton2也提供了更大的缓存，使得CPU性能得到了非常大的提升。”目前，涂鸦智能已经把约40%的业务实例切换到了Amazon Graviton2架构。
可以看到，随着企业数字化转型的逐级深入，对于云计算、AI、边缘计算等技术的应用也在持续创新，这就需要服务提供商在计算、网络、存储的基础架构上不断迭代，以满足客户层出不穷的新需求，而Amazon Graviton2无疑是在计算架构多样化领域的一次成功实践。
本文属于原创文章，如若转载，请注明来源：多样化算力的创新实践 Amazon Graviton2落地中国区域https://cloud.zol.com.cn/763/7637239.html
