2024年云计算巨头迎战服务器芯片市场
2024-03-22
王柯团队
近年来，随着向云计算的转变，数据中心的需求猛增，对服务器芯片的需求变得更加迫切。
对于不同的云服务厂商来说，由于所构建的生态有所不同，因此对芯片性能需求存在着差异。在这种情况下，定制的芯片或许能够让他们更好地发挥出生态的价值。而就目前的市场情况来看，市场还没有给予足够多的选择，自研芯片也就成为了一条发展路径。
人工智能芯片设计自动化后，引发了新芯片设计的狂潮。如今，自研芯片也成为了云服务商的重要布局之一。
云计算巨头纷纷入局
亚马逊
亚马逊可以说是最开始自研服务器芯片的云服务厂商。
2015年，亚马逊花3.5亿美元收购了以色列芯片公司Annapurna labs。届时起，亚马逊就在为其云基础设施设计开发定制芯片，于2018年发布了第一代Amazon Graviton 处理器，支持该处理器的A1也成了其云服务AWS上第一个基于Arm的实例。第一代Graviton处理器基于Cortex-A72内核，最大时钟频率达到2.3GHz，节省45%的成本使其成了很多入门用户的首选。
2020年，亚马逊发布了第二代自研处理器Graviton2，这款处理器基于64位的Arm Neoverse N1内核，核心与Cortex-A76近乎类似，但加入了不少针对基础设施工作的强化特性。Graviton2采用了台积电的7nm制程工艺，集成了64颗核心，在CMN-600 Mesh互联技术的支持下可以做到2TB/s的带宽。
与第一代Graviton相比，Graviton2提供4倍的计算核心，7倍的计算性能。基于Graviton2的实例与同等级的X86实例相比，性能要高上40%，成本却要低上20%。不仅如此，Graviton2也成了AWS最省电的处理器，同样的能耗下，Graviton2的性能要比AWS中的其他处理器高上2-3.5倍。
有数据显示，在Graviton2的加持下，AWS在 2021服务器领军榜中登上Arm架构服务器处理器榜首，在市场、价格优势、性能、可靠性和创新5个评价维度都是第一名。
目前，Graviton已经广泛商用。2021年初，AWS宣布Graviton 2正式落地中国。
2021年12月，亚马逊云科技发布了最新通用服务器芯片Graviton 3，该芯片采用5nm工艺，拥有64个核心和550亿晶体管，支持bfloat16、PCIe 5.0等最新技术，相较Graviton2 性能提升了25%，在科学计算、机器学习和媒体编码工作负载则能够提供2倍的性能。此外，在同样性能下，Amazon Graviton3与X86实例相比可节省60%的能耗。
事实上，过去二十年里，处理器提升性能的方法始终围绕的是提高频率和增加核心数量，提高频率意味着功耗持续上升，也带来数据中心散热等系列需求，不仅让客户使用成本上升，也不符合如今全球绿色减排的大趋势。因此，亚马逊云科技的思路是围绕客户对于算力需求的提升和降低功耗的要求，谨慎地提升处理器频率，而是增加指令并行、内存带宽，以实现处理器性能提升和能耗降低。
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