亞馬遜云科技大中華區(qū)產品總監(jiān)張洋解讀了Graviton4的設計理念、技術細節(jié)以及客戶價值。從2018年發(fā)布初代，Graviton系列芯片已走過七個年頭，從最初小范圍探索，到如今自家數據中心一半以上新增服務器都在用，Graviton顯然是成功的。

談到最新的Graviton4，它有以下四大核心特點：

特點一：極致性價比，性能和成本可以“既要又要”

張洋提到，客戶的核心訴求永遠是“既要更高的性能，又要更低的價格”。Graviton芯片正是為滿足這一普遍需求而生。

Graviton4主機相較于上一代Graviton3，在Java應用、Nginx、Redis、MySQL數據庫、Spark數據分析等多種真實工作負載中，普遍實現(xiàn)了約30%的性能提升。相較于Graviton2主機，在部分場景下的性能更是直接翻倍。

與業(yè)界主流的x86架構芯片主機，比如，基于英特爾至強和AMD霄龍?zhí)幚砥鞯脑浦鳈C相比，Graviton4主機在多數場景下也表現(xiàn)出了明顯的性能優(yōu)勢。運行此類云工作負載的用戶可作為參考。

張洋介紹稱，在中國區(qū)市場，搭載Graviton4的新一代R8g實例，其定價與上一代基于Graviton3的R7g實例保持一致。用戶無需增加成本，即可享受到新一代芯片帶來的性能提升，直接將性價比提升了30%以上。

特點二：硬核技術迭代——更強的核心、內存與擴展性

Graviton4發(fā)布于2023年的re:Invent大會期間，它在核心技術指標上可謂是全面升級，而且，從這一代開始Graviton可以支持主流的雙路服務器配置，這為承載更大規(guī)模、更關鍵的應用負載奠定了基礎。

Graviton采用5納米制程工藝，核心數從上一代的64核大幅提升了50%達到了96核，更適合大規(guī)模并行任務。此外，主頻也從2.5GHz提升至2.8GHz，對主頻敏感的負載會有所提升。

內存方面，它配置了DDR5-5600MT/s的內存，內存速率從4800提升到了5600，內存通道數也從8個提升到了12個，內存帶寬整體提升了75%。由于帶寬漲幅比核心數的漲幅更大，相較于Graviton3還進一步緩解了內存墻的問題。

Graviton4這次還首次支持雙路CPU，使得單臺服務器最高可配置192個物理核心。這一規(guī)格已接近x86主機的高端配置了，能夠更好地滿足SAP等對算力要求極高的大型企業(yè)級應用需求。

也許你會好奇，為什么要做成雙路服務器而不是把單處理器核心堆到192核心呢？

對此，張洋解釋稱，首先考慮到芯片良品率，小的芯片制造成本更低。而且，在5納米工藝下，96核處理器能在性能、功耗、成本達到最佳平衡點。此時，搭配雙路配置既能帶來更好的擴展性，也能拆分成多個小實例，更符合云計算的靈活性。

此外，Graviton4內置了安全能力。實現(xiàn)了從芯片級數據處理、到內存數據傳輸、再到主板信號通道的全鏈路端到端加密。這種硬件級別的加密機制，更適合云上的多租戶環(huán)境，為客戶數據提供了堅實的安全保障。

特點三：面向真實工作負載的“逆向工作法”

Graviton成功的原因有很多，其中很重要一點就是亞馬遜云科技很特別的“逆向工作法”（Working Backwards）設計哲學。張洋表示，與傳統(tǒng)芯片廠商追求Benchmark跑分成績不同，Graviton一直都注重面向真實工作負載做優(yōu)化。

比如，Graviton4選擇將二級緩存（L2 Cache）從1MB翻倍至2MB，而不是像x86一樣把三級緩存做大。這是因為，團隊通過分析發(fā)現(xiàn)很多應用都比較看重一級和二級緩存，比如，MySQL等應用對二級緩存的延遲就極為敏感。

第一個選擇：優(yōu)化二級緩存能帶來最直接、性價比最高的性能收益。第二個選擇：堆三級緩存讓跑分更好看，這會帶來更高成本，但對真實應用性能表現(xiàn)的提升非常有限。面對著兩個選擇，亞馬遜云科技選擇了更務實的第一個。

這種從客戶需求出發(fā)來優(yōu)化芯片設計，再將成果交付給客戶驗證的閉環(huán)模式，構成了Graviton的快速迭代能力。

例如，Graviton2的用戶曾反饋說，主機的價格比較便宜，但是性能一般。經研究發(fā)現(xiàn)，這是由于這些用戶前端HTTPS加解密負載巨大，二Graviton2沒有針對性做優(yōu)化而導致的。當Graviton3中針對加解密性能做優(yōu)化時，得到了更多認可。

特點四：成熟生態(tài)與廣泛應用——從“吃自己的狗糧”到萬千客戶驗證

一款芯片的成功從來都不只是硬件的成功，還要有強大的生態(tài)系統(tǒng)和廣泛的客戶實踐。Graviton在這兩方面都取得了顯著成功，得到了大面積應用。

張洋介紹稱，與很多人想象的不同，Arm生態(tài)現(xiàn)在已經很成熟了。亞馬遜云科技排名前100的客戶，100%在用Graviton，前200的客戶以及前1000的客戶里也有95%在用。現(xiàn)在總共有7萬多家客戶在使用Graviton。

首先，在亞馬遜云科技的云平臺上，目前很多托管服務，包括Amazon EC2、S3存儲、容器服務、數據分析類、數據庫類服務，有大約二十多個大類的服務其底層都已經用上了Graviton處理器，用戶在不知不覺間已經成了Gravion用戶。

亞馬遜電商業(yè)務也在大規(guī)模使用Graviton，而且使用數量和使用規(guī)模在逐年上升。最近的Prime Day促銷活動中，有超過40%的核心工作負載都跑在Graviton上，使用的芯片數量預計也在大幾十萬的規(guī)模。

IBM的測試顯示，使用Graviton3能將CPU占用率降低35%，成本隨之降低18%，遷移到Graviton4之后，CPU占用率又降低了30%。SAP HANA Cloud遷移到Graviton4之后，分析型工作負載性能提升25%，事務型負載也提升40%。

此外，無論是TiDB（PingCAP公司的數據庫）、Docker、Datadog、Databricks等獨立軟件開發(fā)商，還是系統(tǒng)集成商，很多都完成了對Graviton的適配。亞馬遜云科技還提供Amazon Q之類的工具，幫助用戶從x86遷移至Graviton。

結語

隨著Graviton4在中國區(qū)的落地，中國用戶可以輕松享受到30%的額外性價比提升。對于追求降本增效、加速創(chuàng)新的中國企業(yè)而言，Graviton4提供了一個極具吸引力的新選擇，將為Web、AI、數據分析、HPC和游戲等領域的客戶帶來真實可見的價值。

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