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AI芯天下丨深度丨亞馬遜AWS自研芯片深度分析

2022-07-22
來源:Ai芯天下
關(guān)鍵詞: 亞馬遜 AWS 芯片

芯片獨(dú)立、用戶和技術(shù)需求使然

目前,對于計(jì)算場景的應(yīng)用復(fù)雜程度已經(jīng)倒逼芯片處理性能的提升。

多重負(fù)載,尤其是在機(jī)器學(xué)習(xí)方面,芯片性能直接制約了算法的應(yīng)用。

在很多情況下,芯片定制不僅僅可以把成本降低一個(gè)數(shù)量級,電量消耗減少到1/10;

并且這些定制化的方案可以給客戶以更低的延遲提供更好的服務(wù)。

從自研芯片的動機(jī)看,一方面是芯片獨(dú)立的需求,另一方面也來自用戶和技術(shù)。

從用戶角度看,亞馬遜云所發(fā)布的兩款定制芯片,其核心目的并不是為了與傳統(tǒng)芯片廠商進(jìn)行競爭,而是來自用戶自下而上的需求:性能和成本。

從技術(shù)角度看,非常規(guī)芯片正成為算力不斷變化和競爭壓力下的選擇,通用的CPU和GPU難以滿足。

與傳統(tǒng)芯片廠商相比,云廠商的造芯運(yùn)動更大優(yōu)勢在于其生態(tài)。

如果能充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢和資源,芯片市場將很有可能被打開一片新的藍(lán)海。

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亞馬遜AWS逐漸構(gòu)筑起特有的競爭優(yōu)勢

2006年,AWS發(fā)布第一個(gè)云服務(wù)Amazon S3對象存儲,這也是AWS存儲的起點(diǎn)。

從2013年推出首顆Nitro1芯片至今,這家最先涉足自研芯片的云廠商,已坐擁網(wǎng)絡(luò)芯片、服務(wù)器芯片、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)自研芯片三條產(chǎn)品線。

亞馬遜自2015年初以來就有一個(gè)專注于AWS的芯片定制團(tuán)隊(duì),在此之前,AWS與合作伙伴合作構(gòu)建專業(yè)化解決方案。

2019年,AWS發(fā)布第二代服務(wù)器芯片Graviton,其實(shí)例上市后,客戶把更多不同的應(yīng)用方式部署到Graviton上,跨越的范圍也進(jìn)一步擴(kuò)展。

從定制硬件整機(jī)開始,再逐步深入到定制芯片,然后慢慢地把上層的軟件、芯片以及硬件整機(jī)全方位協(xié)同并整合到一起。

從CPU到加速芯片再到存儲,這些AWS基礎(chǔ)底層技術(shù)的進(jìn)化都是從芯片創(chuàng)新開始的。

4代網(wǎng)絡(luò)芯片Nitro、3代服務(wù)器芯片Graviton、1代AI推理芯片、1代AI訓(xùn)練芯片,這是AWS迄今公布的云計(jì)算底座自研芯片版圖。

2021年底發(fā)布的Graviton3芯片,又把性能和性價(jià)比提升了一個(gè)新的高度。

Graviton3的性能相比前一代提升了至少25%,功耗降低了高達(dá)60%。

該處理器將運(yùn)行多達(dá)64個(gè)內(nèi)核,擁有500億個(gè)晶體管,時(shí)鐘速度為2.6GHz。

2022年,推出自研通用計(jì)算處理器Amazon Graviton3,可為科學(xué)計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和媒體編碼工作負(fù)載提供高達(dá)2倍的浮點(diǎn)運(yùn)算性能。

推出自研機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練芯片,基于亞馬遜Trainium芯片的計(jì)算實(shí)例Trn1實(shí)例正式發(fā)布,可為在Amazon EC2中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練以提供最佳性價(jià)比和最快的訓(xùn)練速度。

自研芯片成為關(guān)鍵優(yōu)勢

從歷史發(fā)展的進(jìn)程來看,x86服務(wù)器芯片其實(shí)起源于客戶端芯片,然后逐漸往里面增加服務(wù)器芯片需要的功能。

而亞馬遜沒有這樣的包袱,他們就專注于服務(wù)器芯片本身,而且就看準(zhǔn)了基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器CPU。

經(jīng)過將近20年的發(fā)展,2020年云科技部門雖然收入只占亞馬遜總收入的12%,但利潤有135億美元。

也就是說,公司有將近60%的稅前利潤是由亞馬遜云科技提供的。

看向未來十年,自研服務(wù)器芯片Graviton將成為AWS的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢。

Graviton服務(wù)器的速度和效率為AWS客戶節(jié)省了資金,但對服務(wù)器的需求如此之大,以至于亞馬遜從中產(chǎn)生的收入正在飆升。

截至去年第三季度,2018年底推出的Graviton服務(wù)器的收入每年或超過50億美元。

這意味著,如果Graviton服務(wù)器繼續(xù)增長,2022年,它可能會占亞馬遜彈性計(jì)算云收入的10%以上。

從技術(shù)方面看,亞馬遜云科技是全球當(dāng)之無愧的云計(jì)算第一大廠。

根據(jù)知名咨詢機(jī)構(gòu)Gartner發(fā)布的報(bào)告,亞馬遜云科技已經(jīng)連續(xù)11年在領(lǐng)導(dǎo)力象限排名第一。

在現(xiàn)在看來,亞馬遜自研芯片這步棋,走的無比正確。

芯片也幫助他們從一個(gè)To C的電商,逐步轉(zhuǎn)型并且顛覆一個(gè)To B的行業(yè)。

未來走向生態(tài)耦合

從技術(shù)路線來看,AWS是先縱向[做深根基],再橫向[創(chuàng)新突破]。

不過,AWS起步更早,技術(shù)廣度、成熟度更高,從IaaS、PaaS到SaaS的覆蓋范圍也更廣泛。

生態(tài)是云計(jì)算與生俱來的特征之一。云生態(tài)一般衍生于內(nèi)部業(yè)務(wù),之后再向垂直方面與關(guān)聯(lián)方面整合。

亞馬遜從自身電商業(yè)務(wù)孵化后,通過云平臺整合垂直領(lǐng)域企業(yè),在服務(wù)鏈條上聚集的公司足夠多的時(shí)候,將產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)關(guān)聯(lián)在一起,實(shí)現(xiàn)生態(tài)耦合。

目前,亞馬遜在云計(jì)算上依然有較大的優(yōu)勢,但是競爭壓力也在不可避免地增大。

因此,為了盤活整個(gè)生態(tài)網(wǎng)絡(luò),必須在全球建立更多數(shù)據(jù)中心將算力輻射到更大范圍。

公開數(shù)據(jù)顯示,亞馬遜2021年研發(fā)支出高達(dá)560億美元,營收占比約為12%。

結(jié)尾:

未來AWS在數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵芯片還沒有的會逐漸補(bǔ)齊,已有的芯片類型后續(xù)會持續(xù)增強(qiáng)。

過去十年,全球最大云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商AWS通過提升技術(shù)和降價(jià),在市場保持領(lǐng)先優(yōu)勢。

部分資料參考:電子工程世界:《亞馬遜AWS自研芯片深度分析》,朋湖網(wǎng):《亞馬遜云帶動了云廠商自研芯片的熱潮?》,,半導(dǎo)體行業(yè)觀察:《亞馬遜的造芯之路》,芯東西:《8年推出9顆芯,亞馬遜AWS自揭造芯秘籍》




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