AWS：修煉“內功”驅動力

王永

“每個人都在經歷整個IT的變化，從最早的Database、ERP到移動互聯網推動的工作負載的變化，再到未來可以預見到的機器學習，這些都在驅動整個工作負載變化的趨勢。” AWS大中華區云服務產品管理總經理顧凡在接受筆者的采訪時表示，亞馬遜云服務（AWS）的Amazon EC2有一個很重要的使命，就是要服務云上所有的工作負載——橫跨各個行業的實例類型，為客戶的工作負載去量身定做各種各樣的計算。

事實上，隨著數字化浪潮的不斷深入，云計算的創新也從未停止腳步。云計算是產品的服務化，并不是簡單的賣給客戶服務器，或者存儲那么簡單。而作為服務模式，就更需要提供商的運營和經驗的積累，滿足客戶急需的產品迭代需求。

“從產品的角度來看，AWS的彈性計算主要分為四個維度：多元選擇、安全可靠、多維賦能企業應用以及高性能計算。”顧凡表示，同樣提供的彈性計算服務，其實也有深度和廣度的區別——AWS是唯一有ARM和Mac OS實例，同時也是唯一一個CPU頻率能夠穩定在4GHz以上的服務提供者。

具體來看，從提供的服務中，AWS一直提倡的是把選擇權交給客戶：一方面從操作系統的選擇上，Linux、Windows，包括今年發布的針對Mac OS的支持。這里值得一提的是，亞馬遜也有自己的Linux系統，會針對AWS服務和Docker容器服務做一些優化，無需額外付費，AWS會提供五年的支持。

另一方面，在處理器的選擇上，AWS也可以提供x86、AMD、ARM等主流處理器。針對不同的客戶量體裁衣的需求，完全可以分為計算密集型、內存密集型、存儲、IO敏感、吞吐敏感、網絡延遲敏感的應用。

Intel與AWS保持了長達14年深度合作的合作伙伴關系，雙方合作為客戶提供了很多定制的實例。C5n是與Intel當時合作的支持100G網絡帶寬的專有的實例，現在已經升級到400G，是當前支持最大24TB大內存的實例的唯一提供商。“把選擇權交給客戶，就是我們把對于處理器和每一個實例的選擇權交給客戶，從操作系統、到處理器的選擇上，客戶可以基于自身的需求選擇。”

值得注意的是，2018年，AWS第一次對外推出了基于ARM架構的AWS Graviton第一代CPU的芯片。在2019年的re：Invent大會上，宣布推出了第二代，并在2020年正式讓客戶開始使用AWS Graviton2。這是AWS最新的基于ARM架構的自研的芯片，也是第一個真正的以云為原生去設計的適合運營上面的現代化應用負載提供的云服務的芯片。AWS將其定位為是為云原生的應用而定制的一款處理器。

過去幾十年的CPU發展，頻率的提升已經逐漸放慢，更多是內核數量的增加以及對多線程、多進程的應用的支持。隨著CPU發展的變化，無論是操作系統還是軟件的設計編程的語言和整個應用的架構，都越來越轉變去適應這樣CPU發展的特點。

“所以，我們看到這些新的應用軟件、編程工具開發的應用，都更適合于可以平行擴展的架構，去充分地利用CPU的多個核、多個線程、可以并行處理多個任務的特點去發展出來的能力。”AWS大中華區產品部計算與存儲總監周舸表示，現在云上蓬勃發展的微服務化的現代化的應用，會把傳統應用架構拆細分布在很小的微服務化上，然后做快速的平行擴展。極大地利用了多核、多進程的處理能力的CPU架構帶來的優點。

據了解，2021年1月14日，Graviton2 CPU的實例已經落地到中國的光環新網運營的北京區域和西云數據在運營的寧夏區域。

“從2019年第一代到Graviton2現在的積累，我們已經看到了非常豐富的生態的配合在ARM上面，例如，當前主流的Linux操作系統可以運行在兩代的Graviton的實例， Docker和EKS的容器服務也都已經支持，同時AWS自己的Hadoop的 ERM服務，也支持Graviton2的實例。”周舸補充道。

涂鴉智能是一家全球化AI+IoT的企業，連接消費者、制造品牌、OEM廠商和連鎖零售商的智能化需求，為開發者提供一站式人工智能物聯網PaaS級解決方案。業務涵蓋硬件開發工具、全球云、智慧商業平臺開發三方面，提供從技術到營銷渠道的全面生態賦能。

“我們每天處理的設備請求的次數是840億次，請求高峰是150萬次/秒，同時我們云端服務器的響應時間是小于10毫秒/次，作為一家AI+IoT公司，每天還會處理1.2億次的AI語音交互數。”涂鴉云端開發部首席架構師陳亞焱表示，面對大量的請求數量，做到實時響應，是涂鴉最大的業務目標和挑戰。

此外，涂鴉提供了一個全球化的IoT的平臺，就要求其做到在全球范圍內的高可用，但全球的數據中心搭建成本比較高，運維和維護也成為了新的難題。與此同時，快速增長的業務，也要求涂鴉必須做到實時的擴容——云端整個設備都是在10毫秒之內會響應請求，對網絡鏈路、穩定性、SLA都有非常高的要求。

“之前使用x86，M5g的CPU數值大約在27%，去年8月份開始向做Graviton 2遷移，使用Graviton 2后，涂鴉的CPU占用率從之前的27%降到了12%，服務器單價降低了20%，整體的性價比提升了2.5倍。”在陳亞焱看來，Graviton 2的架構非常符合涂鴉連接層的架構，因為其連接層本身就有輕量級的進程，Graviton2每個CPU核心的設計和進程都是隔離運行的，并且Graviton2也提供了更大的緩存，為整個CPU其實獲得了非常好的提升。