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丨深度丨亚马逊AWS自研芯片深度分析

2022-07-21 09:14
Ai芯天下
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前言:

二十五年前,亚马逊是一个卖书的公司;十五年前,亚马逊是一个电商公司;现在,它更像是云计算公司。

作者 | 方文

图片来源 |   网 络

芯片独立、用户和技术需求使然

目前,对于计算场景的应用复杂程度已经倒逼芯片处理性能的提升。

多重负载,尤其是在机器学习方面,芯片性能直接制约了算法的应用。

在很多情况下,芯片定制不仅仅可以把成本降低一个数量级,电量消耗减少到1/10;

并且这些定制化的方案可以给客户以更低的延迟提供更好的服务。

从自研芯片的动机看,一方面是芯片独立的需求,另一方面也来自用户和技术。

从用户角度看,亚马逊云所发布的两款定制芯片,其核心目的并不是为了与传统芯片厂商进行竞争,而是来自用户自下而上的需求:性能和成本。

从技术角度看,非常规芯片正成为算力不断变化和竞争压力下的选择,通用的CPUGPU难以满足。

与传统芯片厂商相比,云厂商的造芯运动更大优势在于其生态。

如果能充分发挥自己的优势和资源,芯片市场将很有可能被打开一片新的蓝海。

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亚马逊AWS逐渐构筑起特有的竞争优势

2006年,AWS发布第一个云服务Amazon S3对象存储,这也是AWS存储的起点。

从2013年推出首颗Nitro1芯片至今,这家最先涉足自研芯片的云厂商,已坐拥网络芯片、服务器芯片人工智能机器学习自研芯片三条产品线。

亚马逊自2015年初以来就有一个专注于AWS的芯片定制团队,在此之前,AWS与合作伙伴合作构建专业化解决方案。

2019年,AWS发布第二代服务器芯片Graviton,其实例上市后,客户把更多不同的应用方式部署到Graviton上,跨越的范围也进一步扩展。

从定制硬件整机开始,再逐步深入到定制芯片,然后慢慢地把上层的软件、芯片以及硬件整机全方位协同并整合到一起。

从CPU到加速芯片再到存储,这些AWS基础底层技术的进化都是从芯片创新开始的。

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4代网络芯片Nitro、3代服务器芯片Graviton、1代AI推理芯片、1代AI训练芯片,这是AWS迄今公布的云计算底座自研芯片版图。

2021年底发布的Graviton3芯片,又把性能和性价比提升了一个新的高度。

Graviton3的性能相比前一代提升了至少25%,功耗降低了高达60%。

处理器将运行多达64个内核,拥有500亿个晶体管,时钟速度为2.6GHz。

2022年,推出自研通用计算处理器Amazon Graviton3,可为科学计算、机器学习和媒体编码工作负载提供高达2倍的浮点运算性能。

推出自研机器学习训练芯片,基于亚马逊Trainium芯片的计算实例Trn1实例正式发布,可为在Amazon EC2中进行深度学习模型训练以提供最佳性价比和最快的训练速度。

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自研芯片成为关键优势

从历史发展的进程来看,x86服务器芯片其实起源于客户端芯片,然后逐渐往里面增加服务器芯片需要的功能。

而亚马逊没有这样的包袱,他们就专注于服务器芯片本身,而且就看准了基于ARM架构的服务器CPU。

经过将近20年的发展,2020年云科技部门虽然收入只占亚马逊总收入的12%,但利润有135亿美元。

也就是说,公司有将近60%的税前利润是由亚马逊云科技提供的。

看向未来十年,自研服务器芯片Graviton将成为AWS的一个关键优势。

Graviton服务器的速度和效率为AWS客户节省了资金,但对服务器的需求如此之大,以至于亚马逊从中产生的收入正在飙升。

截至去年第三季度,2018年底推出的Graviton服务器的收入每年或超过50亿美元。

这意味着,如果Graviton服务器继续增长,2022年,它可能会占亚马逊弹性计算云收入的10%以上。

 AI芯天下丨深度丨亚马逊AWS自研芯片深度分析

从技术方面看,亚马逊云科技是全球当之无愧的云计算第一大厂。

根据知名咨询机构Gartner发布的报告,亚马逊云科技已经连续11年在领导力象限排名第一。

在现在看来,亚马逊自研芯片这步棋,走的无比正确。

芯片也帮助他们从一个To C的电商,逐步转型并且颠覆一个To B的行业。

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未来走向生态耦合

从技术路线来看,AWS是先纵向[做深根基],再横向[创新突破]。

不过,AWS起步更早,技术广度、成熟度更高,从IaaS、PaaS到SaaS的覆盖范围也更广泛。

生态是云计算与生俱来的特征之一。云生态一般衍生于内部业务,之后再向垂直方面与关联方面整合。

亚马逊从自身电商业务孵化后,通过云平台整合垂直领域企业,在服务链条上聚集的公司足够多的时候,将产业上下游企业关联在一起,实现生态耦合。

目前,亚马逊在云计算上依然有较大的优势,但是竞争压力也在不可避免地增大。

因此,为了盘活整个生态网络,必须在全球建立更多数据中心将算力辐射到更大范围。

公开数据显示,亚马逊2021年研发支出高达560亿美元,营收占比约为12%。

结尾:

未来AWS在数据中心关键芯片还没有的会逐渐补齐,已有的芯片类型后续会持续增强。

过去十年,全球最大云基础设施服务商AWS通过提升技术和降价,在市场保持领先优势。

部分资料参考:电子工程世界:《亚马逊AWS自研芯片深度分析》,朋湖网:《亚马逊云带动了云厂商自研芯片的热潮?》,,半导体行业观察:《亚马逊的造芯之路》,芯东西:《8年推出9颗芯,亚马逊AWS自揭造芯秘籍》

       原文标题 : AI芯天下丨深度丨亚马逊AWS自研芯片深度分析

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