在本文的分析里，我們將深入探討AWS過(guò)去的一些舉措，解釋他們是如何取得今日的成就，以及為什么我們認為這將導致行業(yè)的轉型，我們也會(huì )討論這些對客戶(hù)、合作伙伴和AWS的眾多競爭對手意味著(zhù)什么。

　　AWS掀起了一場(chǎng)基礎架構即服務(wù)的革命，基礎架構即服務(wù)讓人們可以輕松地獲得可以按需部署及按需退場(chǎng)的虛擬機。亞馬遜使用的虛擬機是高度定制的Xen版本，可以允許多個(gè)虛擬機在一臺物理機上運行。管理程序的功能由英特爾公司的x86中央處理單元芯片控制。

　　根據亞馬遜首席技術(shù)官Werner Vogels說(shuō)，這種虛擬機結構導致多達30%的處理能力被浪費了，這意味著(zhù)虛擬機也在支持管理程序功能和管理系統的其他部分，包括存儲和網(wǎng)絡(luò )。這些開(kāi)銷(xiāo)導致AWS決定開(kāi)發(fā)定制的特定應用集成電路，以幫助加速工作負載。

　　AWS從2013年開(kāi)始交付定制芯片，同年還與Advanced Micro Devices Inc. （AMD）芯片合作并宣布推出EC2 C3實(shí)例。隨著(zhù)AWS云計算規模的擴大，亞馬遜對相應的性能提升并不滿(mǎn)意，AWS看到架構上存在著(zhù)限制。

　　這促使了AWS從2014年開(kāi)始與Annapurna實(shí)驗室合作。云計算巨頭AWS在2015年推出EC2 C4實(shí)例。C4的ASIC優(yōu)化了存儲和網(wǎng)絡(luò )卸載功能，但仍然依賴(lài)英特爾至強，英特爾至強是個(gè)控制點(diǎn)。

　　2015年，AWS斥資收購了Annapurna，據報道金額為3.5億美元，這對于獲得其未來(lái)系統設計的秘方而言只是一筆微不足道的數目。這次收購的結果是2017年出現了現代版Nitro項目。Nitro卸載卡是2013年首次推出的。

　　當時(shí)AWS推出了C5實(shí)例，用KVM取代了Xen，將管理程序與ASIC更緊密地耦合在一起。Vogels去年曾表示，這一里程碑式的舉措卸下了剩余的組件，包括控制平面和I/O的其余部分，處理能力的近100%都用于支持客戶(hù)的工作負載，而且還實(shí)現了裸機版計算，裸機版計算催生了與VMware公司的合作，使得VMware公司在A(yíng)WS上推出了VMware云。

　　然后AWS在2018年又邁出了下一步，推出了Graviton，Graviton是基于A(yíng)rm的AWS定制設計芯片。因而打破了對x86的依賴(lài)，開(kāi)啟了架構新時(shí)代，Graviton現在支持各種配置，可以支持數據密集型工作負載。這些舉措為AWS的其他創(chuàng )新奠定了框架，包括為機器學(xué)習和人工智能優(yōu)化的新芯片，涵括了訓練、推理等芯片。

　　總之，AWS架構開(kāi)辟了一種方法，可以卸載目前由中央處理器完成的工作。這種方法為未來(lái)奠定了基礎，可以允許內存共享、內存分解和獨立資源，這些都可以配置成支持云及邊緣等工作負載，成本遠低于通用方法所能實(shí)現的成本。

　　Nitro是該架構的關(guān)鍵。總結：AWS Nitro是一套定制硬件和軟件，在基于A(yíng)rm的芯片上運行，是由Annapurna催生的。AWS已將管理程序、網(wǎng)絡(luò )和存儲虛擬化遷移到專(zhuān)用硬件上，因而釋放了CPU，使其得以更有效地運行。我們認為，這一點(diǎn)如此引人注目的原因是，AWS現在擁有的架構可以在龐大的整個(gè)可尋址市場(chǎng)的各個(gè)層面進(jìn)行競爭，包括公共云、企業(yè)內部數據中心以及近端和遠端邊緣。

　　下面的圖表是從企業(yè)技術(shù)研究（Enterprise Technology Research縮寫(xiě)為下文的ETR）的數據集里提取的數據。圖表列出了目前爭奪云、數據中心和邊緣的未來(lái)主要參與者。我們加上了英偉達公司和英特爾。兩家公司沒(méi)有直接出現在ETR的調查數據里，但兩家公司顯然是這些領(lǐng)域的平臺參與者。

　　

　　上圖數據的縱軸顯示了凈得分，是對支出速度的一種衡量。橫軸是市場(chǎng)份額，是對普及性的衡量。我們在這里不打算糾纏參與者的相對位置，我們只會(huì )對各參與者給出一些評論，從AWS開(kāi)始。我們上面已經(jīng)說(shuō)了AWS走到這一步的歷程，我們相信AWS正在為未來(lái)定向。

　　AWS——AWS確實(shí)在大力推動(dòng)從x86向旗下基于A(yíng)rm平臺的遷移。Patrick Moorhead在Six Five峰會(huì )上采訪(fǎng)了AWS EC2的負責人David Brown。Brown廣泛地談了從x86到AWS基于A(yíng)rm的Graviton 2的遷移。他還宣布了一項新的開(kāi)發(fā)者挑戰，以加速向Arm的遷移。

　　Brown給客戶(hù)準備的甜頭是40%的性?xún)r(jià)比。他舉例說(shuō)，一個(gè)客戶(hù)運行100臺服務(wù)器實(shí)例，遷移到Graviton2實(shí)例后，可以用60臺服務(wù)器完成同樣的工作。客戶(hù)需要做一些遷移工作，但回報大。

　　一般來(lái)說(shuō)，我們想到遷移就不免退縮。遷移的商業(yè)價(jià)值是個(gè)處決于所取得的利益減去遷移成本的函數，遷移成本必須考慮各種業(yè)務(wù)中斷、代碼凍結、重新培訓和時(shí)間價(jià)值等變量。但在這種情況下AWS似乎正在將遷移的痛苦降到了最低。

　　據Brown說(shuō)，對客戶(hù)的好處是，AWS目前提供大約400種不同的EC2實(shí)例。今年早些時(shí)候，去年出貨的新EC2實(shí)例里有近50%是基于A(yíng)rm的實(shí)例。而且AWS正在努力加快從x86遷移到AWS自己的設計的步伐。

　　都是一些顯而易見(jiàn)的好處。

　　英特爾——英特爾終于對市場(chǎng)力量做出了認真的回應。我們認為英特爾基本上是在借鑒Arm的玩法。我們今天就來(lái)侃一下這個(gè)事情。2015年，英特爾斥資167億美元收購了現場(chǎng)可編程門(mén)陣列制造商Altera。

　　英特爾的Navin Shenoy同樣在Six Five峰會(huì )上介紹了英特爾稱(chēng)之為基礎架構處理單元或IPU的細節。IPU與英特爾的一切都由中央處理單元控制的規范不同。IPU基本上就是的智能網(wǎng)絡(luò )接口卡，數據處理單元也是如此，這些都是事關(guān)卸載工作負載、分解內存和發(fā)展片上系統（SoC）和封裝系統（SoP）。

　　但仔細想一下，英特爾在過(guò)去一周的動(dòng)作——至少我們覺(jué)得——顯然是為了創(chuàng )造一個(gè)類(lèi)似于Nitro的平臺。收購這個(gè)平臺的基礎花了167億美元。AWS收購Annapurna只花了3.5億美元，比一下真是有點(diǎn)不可思議。

　　Shenoy在他的演講中表示，“我們已經(jīng)在微軟Azure上非常大批量地部署了使用FPGA的IPU，我們最近還陸續宣布了與百度、京東云及VMWare的合作。”

　　我們特別來(lái)看看VMware的情況。

　　VMware——VMware是這場(chǎng)競賽中另一個(gè)真正突出的平臺玩家。VMware在2020年宣布推出Project Monterey，Project Monterey是個(gè)基于英特爾那些FPGA的項目。VMware也是參與者，選擇了與英特爾合作很可能是出于各種原因。一個(gè)原因是在VMware上運行的軟件是為x86構建的，并且存在一個(gè)巨大的安裝基礎群。另一個(gè)原因則是，英特爾新任首席執行官Pat Gelsinger在Monterey項目醞釀期里正在領(lǐng)導VMware，他是英特爾的傳奇人物，對未來(lái)看得很清楚。

　　不管怎么說(shuō)，VMware擁有一個(gè)類(lèi)似于Nitro的產(chǎn)品。在我們看來(lái)，VMware的可選性受到英特爾的限制，但至少VMware加入了游戲，而且似乎在這個(gè)領(lǐng)域的競爭里處于領(lǐng)先地位。

　　微軟公司、谷歌公司和阿里巴巴是什么情況呢？我們堅信，盡管英特爾和微軟之間存在的關(guān)系，微軟和谷歌以及阿里巴巴都將跟隨AWS的步伐開(kāi)發(fā)類(lèi)似Nitro的基于A(yíng)rm的平臺。我們認為，他們必須這樣做，目的是跟上AWS的步伐。

　　戴爾科技公司擁有VMware股權。盡管即將進(jìn)行拆分，但我們預期在這方面不會(huì )有任何真正的改變。戴爾將充分利用VMware的做法，而且比其他人做得更好。

　　思科系統公司很有意思，思科剛剛改造了旗下的UCS，但我們沒(méi)有見(jiàn)到任何證據表明其路線(xiàn)圖里有類(lèi)似Nitro的計劃。惠普企業(yè)有限公司也是如此。這兩家公司的歷史和能力都和芯片有著(zhù)不解的淵源。思科現在可以為運營(yíng)商級的使用案例設計自己的芯片，而我們也報道過(guò)，HPE可能還是帶點(diǎn)“機器”殘余的味道。但這兩家公司都很可能跟隨VMware的步伐采用基于英特爾的設計。

　　IBM會(huì )怎么做呢？這個(gè)嘛，我們真的不知道。我們認為IBM能做的最好事情是將IBM云遷移到基于A(yíng)rm的Nitro平臺上。我們認為大型主機也應該遷移到Arm。現在要建個(gè)專(zhuān)門(mén)的大型主機CPU實(shí)在是太昂貴了。

　　假若我們是甲骨文公司的負責人，我們會(huì )建立或合作建立一個(gè)基于A(yíng)rm的、類(lèi)似Nitro的數據庫云，在這樣的數據庫云里運行甲骨文數據庫比在其他平臺運行甲骨文數據庫更便宜、更快、耗能更少。而且我們會(huì )走多一步，會(huì )為甲骨文云里為其他競爭數據庫做優(yōu)化，只在云數據庫上運行表格。想象一下Snowflake在甲骨文云里運行的情景吧！

　　說(shuō)一下FPGA——我們一直對FPGA市場(chǎng)不是十分感冒。誠然，FPGA并不是筆者的工作范圍，但是我們從來(lái)沒(méi)有覺(jué)得這些大規模的收購是合理的。英特爾收購Altera以及AMD斥資350億美元收購Xilinx，這兩次收購在我們看來(lái)都有點(diǎn)虛浮，而將二者與AWS的Annapurna收購相比時(shí)更是如此。我們從The Next Platform找到一份不錯的FPGA市場(chǎng)概述報告，該報告將FPGA定位為一個(gè)正在下降的市場(chǎng)。我們并不覺(jué)得驚訝。

　　AMD至少在利用自己虛浮的股價(jià)在進(jìn)行交易，但是我們真心認為Arm生態(tài)系統將日益令FPGA市場(chǎng)趨向式微，Arm可以更加簡(jiǎn)單地及更快速地遷移到SoC，可以具有更好的性能、靈活性、集成度和移動(dòng)性。我們認為FPGA是低批量的，遠不如來(lái)自Arm生態(tài)系統的可編程創(chuàng )新有吸引力。

　　我們聯(lián)系了Moor Insights & Strategy的Patrick Moorhead，想了解他對AMD Xilinx交易的看法。以下是他的想法。

　

　　這是令人鼓舞的反饋。由于虛浮的市場(chǎng)條件和AMD股票的使用，這個(gè)交易看起來(lái)在財務(wù)上是可行的。我們覺(jué)得，如果AMD專(zhuān)注于將Arm組件集成到自己的設計里，則可以加速旗下業(yè)務(wù)。

　　我們仍然不能不再提一下亞馬遜3.5億美元收購了Annapurna，太漂亮了。令人驚嘆。

　　下面是Shenoy展示的一張圖表，描繪了英特爾對未來(lái)的愿景。

　　我們來(lái)分解一下。上面看到的是IPU，這些IPU是嵌在所示的四個(gè)區塊中的智能網(wǎng)卡，通過(guò)一個(gè)元件結構進(jìn)行通信。通用計算在左上方，機器智能在左下方，右上方是存儲服務(wù)，右下方是各種替代處理器。

　　這是英特爾對共享資源的看法，過(guò)去的共享資源世界里所有東西都由中央處理單元控制，現在過(guò)渡到一個(gè)更獨立的、可以并行工作的資源集合。

　　Gelsinger談到各種很酷的技術(shù)，這些技術(shù)將使英特爾能夠合并各種接口（包括能夠實(shí)現內存共享和分解的PCI 5代和CXL內存接口）及5G和6G連接等等。

　　首先，Arm的營(yíng)銷(xiāo)傾向真正的技術(shù)型。但在下圖里可以看到，Arm與英特爾的愿景有明確的相似之處，特別是用紅色虛線(xiàn)標出的右側部分。里面不同類(lèi)型的處理器塊是可編程的。注意兩邊的“高帶寬內存”HBM3 + DDRS，托著(zhù)處理器塊，處理器塊是整個(gè)系統共享的，由PCIe-Gen5、CXL或CCIX、多片式插座連接。

　

　　是，你看著(zhù)這個(gè)，兩套框圖，覺(jué)得有什么大不了的。雖然分解、隱含共享內存和先進(jìn)標準的使用有相似之處，但也有一些明顯的區別。

　　特別是，Arm在SoC層面上，而英特爾談的是FPGA。Arm架構Neoverse現在以測試模式發(fā)貨，到2022年底將有產(chǎn)品進(jìn)入終端市場(chǎng)。英特爾談的是2025年，或最早2024年。Arm的路線(xiàn)圖要清晰得多。而英特爾說(shuō)將在10月份發(fā)布更多細節，所以也許我們會(huì )在那個(gè)時(shí)候重新調整，但對我們來(lái)說(shuō)，Arm顯然走得更遠一些。

　　另一個(gè)主要區別是數量。英特爾從高端數據中心入手，據推測會(huì )計劃推向下游市場(chǎng)的邊緣。Arm則是從邊緣開(kāi)始的，低成本、低能耗、高性?xún)r(jià)比。Arm已經(jīng)在邊緣領(lǐng)域取得了勝利，而且根據我們之前分享的AWS數據，它在企業(yè)中的地位明顯提高了。

　　過(guò)去的歷史資料強烈表明，量是制勝的法寶。

　　我們來(lái)看看對于客戶(hù)和合作伙伴的生態(tài)系統而言這意味著(zhù)什么。

　　我們提出的第一點(diǎn)是，務(wù)必跟隨消費者應用程序。消費者應用程序的功能（如圖像處理、自然語(yǔ)言處理、面部識別、語(yǔ)音翻譯）在今天移動(dòng)領(lǐng)域里有些是推理功能，這些功能必將找到進(jìn)入企業(yè)生態(tài)系統的途徑。

　　云里與機器學(xué)習相關(guān)的成本其中90%涉及推理。在未來(lái)，企業(yè)中的大部分人工智能將是實(shí)時(shí)推理，當然將來(lái)的邊緣人工智能也是實(shí)時(shí)推理。實(shí)時(shí)推理尚未出現在今天的企業(yè)中，因為太昂貴了，而且在消費者之外的用例也不成熟。這就是為什么AWS正在打造用于推理的定制芯片。AWS希望降低成本和增加采納率。

　　第二點(diǎn)，應該開(kāi)始做些實(shí)驗，看看能用基于A(yíng)rm的平臺做些什么。摩爾定律正在加速，Arm在性能、性?xún)r(jià)比、成本和能耗方面都處于領(lǐng)先地位。例如，將一些工作負載遷移到Graviton后，就可以看到究竟推動(dòng)了哪些類(lèi)型的成本節約以及可以看到能向企業(yè)提供的哪些新應用。可以讓幾個(gè)工程師負責這項任務(wù)，看看他們在兩、三周內能做些什么。你或許會(huì )收到驚喜，或者你可能會(huì )說(shuō)這對我們來(lái)說(shuō)太早了點(diǎn)，但不妨一試。你可能會(huì )中大獎。

　　我們還建議去和混合云供應商談?wù)劊�看看他們是不是提供Nitro。我們分享過(guò)，VMware有一個(gè)清晰的路線(xiàn)圖。其他戰略供應商又是什么情況呢？他們的路線(xiàn)圖是什么呢？他們從現在起的時(shí)間框架是什么，是不是會(huì )推出以專(zhuān)業(yè)服務(wù)為主導的定價(jià)模式、每?jì)赡晖瞥龈�快的盒子等等�?lèi)似Nitro及更具吸引力的軟件模式等等？他們如何考慮降低你的成本和支持新的工作負載規模呢？

　　對于獨立軟件供應商而言，務(wù)必要考慮一下我們之前討論過(guò)的那些消費者功能，例如現在汽車(chē)里所有那些移動(dòng)和自動(dòng)化系統以及類(lèi)似生物識別技術(shù)等等。這些機器智能功能將進(jìn)入你的軟件。你的競爭對手正在積極地將這些功能移植到Arm。他們正在將這些類(lèi)似于消費者的功能嵌入到他們的應用程序里。你在做嗎？我們強烈建議你看一下，去和你的云計算供應商談?wù)劊�看看他們能做些什么�?lái)幫助你創(chuàng )新、加快運行和降低成本。

　　什么都不做、看著(zhù)市場(chǎng)如何發(fā)展有的時(shí)候也是一種可行的策略。但我們認為現在不是這樣的時(shí)候。
　　來(lái)源：siliconANGLE