亞馬遜 re:Invent 全球大會：把云計算交到更多人手里

亞馬遜云計算數(shù)據(jù)庫

原創(chuàng) 威化化 | 2022-01-07 16:20

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】自研芯片，向來是云計算廠商著力的焦點，于亞馬遜云科技來說也不例外。

隨著云計算的發(fā)展，云化世界已不再是未來。

作為全球云計算行業(yè)的開創(chuàng)者和探路者，亞馬遜云科技所創(chuàng)辦的re:Invent全球大會，一直是全球云計算領(lǐng)域的行業(yè)風(fēng)向標(biāo)。

2021年，正逢亞馬遜re:Invent的第十年，亞馬遜云科技再一次攜眾多技術(shù)創(chuàng)新成果而來，為蓬勃發(fā)展的全球云計算產(chǎn)業(yè)照亮前路，引領(lǐng)行業(yè)風(fēng)向。

超過15年以來，亞馬遜云科技（Amazon Web Services）一直以技術(shù)創(chuàng)新、服務(wù)豐富、應(yīng)用廣泛而享譽業(yè)界。根據(jù)Gartner Solution Scorecard 2021能力報告顯示，亞馬遜云科技以總評分94分位居行業(yè)榜首，且是全球唯一總分超90分的云服務(wù)提供商。

自研芯片的多重選擇

自研芯片，向來是云計算廠商著力的焦點，于亞馬遜云科技來說也不例外。

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對此，亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部計算與存儲總監(jiān)周舸表示，隨著實例多樣化創(chuàng)新不斷深入，云計算廠商必須專注到芯片研發(fā)的本身，從芯片的創(chuàng)新開始。

而亞馬遜云科技的自研芯片創(chuàng)新之路，始于2013年。截至今日，自研芯片路線已實現(xiàn)數(shù)線并行，涵蓋服務(wù)器芯片、訓(xùn)練推理芯片等多項賽道。

而在2021 re:Invent上，亞馬遜云科技發(fā)布了自研通用服務(wù)器芯片Graviton 3、機器學(xué)習(xí)云端芯片Trainium，以及相應(yīng)固態(tài)硬盤產(chǎn)品，進(jìn)而強化自身在云計算領(lǐng)域的優(yōu)勢。

在數(shù)款產(chǎn)品中，通用芯片Graviton 3因性能飛躍而備受關(guān)注。據(jù)悉，采用Arm架構(gòu)的Graviton 3基于Graviton2有25%以上的提升，浮點的運算能力提升更是超過兩倍，且以實現(xiàn)應(yīng)用。

對此，周舸坦言：“所有的芯片者都面臨著選擇的問題，Graviton3 GPU相對于Graviton2，晶體管數(shù)高出200億個，而如何以更高規(guī)格實現(xiàn)最大的效能提升，成為了芯片設(shè)計過程中需思考的問題。”

一般而言，提升CPU性能主要有兩大方向，一是提高頻率，二是增加內(nèi)核數(shù)量。前者實現(xiàn)起來十分容易，只是，云作為超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，并不能簡單套用此類升級方案。

“提高頻率確實能實現(xiàn)性能提升，但以現(xiàn)在的半導(dǎo)體功率與能力，提高頻率也意味著功率、發(fā)熱量的上升，這將會帶來很多散熱的壓力和負(fù)載，從而增加了能耗，并降低了云的效率，最后使客戶使用成本上升，因此我們在芯片頻率提升方面尤為謹(jǐn)慎。”周舸解釋道。

因此，亞馬遜云科技并沒有選擇單純地堆料、拉高頻率，而是在設(shè)備實際使用情況中尋求問題的解答?；诖?，以指令并行的方式增加內(nèi)核寬度，成為了亞馬遜云科技技術(shù)迭代的可行路徑。

“指令并行，即同一個時鐘周期里，內(nèi)核能執(zhí)行更多指令、完成更多任務(wù)。此外，我們還在同一個指令里面加載更多的數(shù)據(jù)量，這樣即使不提升頻率，也能通過同期效率提升實現(xiàn)性能的提升。”周舸談道。

而內(nèi)核增量方面，周舸坦言，增加核數(shù)確實不失為性能提升的良劑，但客戶工作負(fù)載往往涉及大量大數(shù)據(jù)、微服務(wù)架構(gòu)、HPC服務(wù)，對于內(nèi)存的帶寬和延時的敏感度極高。

在此背景下，剩余晶體管是增加核數(shù)，還是增加CPU的內(nèi)存的帶寬、降低延遲，成為了硬件迭代的又一個選擇題。而最終，亞馬遜云科技選擇了后者。

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基于上述“巧思”，應(yīng)用Graviton3的Twitter性能提升約20%到80%、F1流體仿真效率提升40%、Epic《堡壘之夜》游戲性能體驗大幅提升，實踐應(yīng)用過程中效能提升顯著，且功耗大幅降低，從而降低客戶以往高昂的成本代價。

此外，除通用芯片Graviton3，基于Trainium的實例——Trn1同樣是亞馬遜云科技在自研芯片方面的一大亮點。

周舸指出，機器學(xué)習(xí)模型復(fù)雜度呈指數(shù)級增長，GPU、加速芯片本身已很難跟上其增長步伐，單卡性能已觸達(dá)瓶頸。

針對該問題，亞馬遜云科技給出的解答是并行訓(xùn)練。而想要實現(xiàn)并行訓(xùn)練、組建多卡訓(xùn)練，其難點并不局限于芯片本身，而多存在于內(nèi)存與網(wǎng)絡(luò)部分，這也成為了亞馬遜云科技發(fā)力的重點。

通過增加內(nèi)存與提升網(wǎng)絡(luò)性能，亞馬遜云科技拓展了集訓(xùn)訓(xùn)練規(guī)模，構(gòu)建更適合專業(yè)芯片發(fā)揮的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及其配套服務(wù)，從而實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練能力的大幅提升。

作為亞馬遜云科技自研芯片，無論是Graviton3，還是Trn1，均為其云服務(wù)而生。而對用戶而言，云服務(wù)自誕生起，即代表著一個個API。因此，對云計算廠商而言，如何運營好API成為了自身云服務(wù)發(fā)展歷程中亟待解決的命題。

打牢API底層，將創(chuàng)新能力交由用戶

從應(yīng)用場景出發(fā)，是理解API內(nèi)涵的有效路徑。

亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部數(shù)據(jù)類產(chǎn)品高級經(jīng)理王曉野表示，不管是計算資源Amazon EC2，還是存儲資源Amazon S3，亦或是創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?chuàng)建數(shù)據(jù)庫的資源、起停關(guān)等，均屬API應(yīng)用。

時至今日，亞馬遜云科技共有200多項云服務(wù)，其中大多數(shù)來自于其簡單概念，旨在向用戶提供最大程度的創(chuàng)新能力。不過，運維如此復(fù)雜的API系統(tǒng)并非易事。對此，王曉野指出，亞馬遜云科技在15年API運營過程中總結(jié)出六大經(jīng)驗：

第一，對于API的構(gòu)建，API是永遠(yuǎn)的。”一旦API被發(fā)布成為一個公共可用的服務(wù)，那么就會有成千上萬得到客戶不斷去調(diào)用它。意味著我們對這個API的任何改動都是不明智的，而且是很危險的，我們不能夠?qū)υ械腁PI進(jìn)行刪除或者更改。“王曉野解釋道。

第二，對云廠商和任何API的設(shè)計者來說，最大的挑戰(zhàn)其實就是向后兼容。對此，王曉野指出：”亞馬遜云一直在堅持保持超高的向后兼容性，對于老版本的API他們并不允許被觸碰和開發(fā)者的協(xié)定，也不可以去改變API已有的使用方式，只能在上面增加新的功能，而不會去刪除或者改變已有的API。“

第三，應(yīng)該以用戶真正應(yīng)用場景出發(fā)來構(gòu)建API，尋求用戶最需要的工具或服務(wù)，以及想要實現(xiàn)的功能，而不是局限于自身現(xiàn)有何種技術(shù)來加以實現(xiàn)。

第四，讓API的故障模式有據(jù)可查。“一個真正的好的API和服務(wù)，不僅僅要讓別人知道它工作的時候是什么樣，而且要讓大家知道，當(dāng)它不工作的時候，開發(fā)者能真正知道它哪里出了問題，然后持續(xù)地去對它進(jìn)行改進(jìn)。”王曉野解釋道。

第五，創(chuàng)建具有明確、特定目的、自描述的API。自描述其實對所有API是一個最基礎(chǔ)的原則，但是真正能夠保證它足夠簡潔，讓開發(fā)者能夠理解，需要回到一個最簡單的邏輯，即足夠簡單，且為專門的功能所設(shè)計。

第六，對于API和云服務(wù)，要不惜一切代價地去隱藏背后的技術(shù)實現(xiàn)，以更好聚焦在用戶的需求上。如果過早地透露了這些具體的底層實現(xiàn)，用戶便可能過分關(guān)注于技術(shù)底層的變化，從而忽略具體的技術(shù)應(yīng)用層面。

而如何驅(qū)動API應(yīng)用，王曉野以機械為例，指出：“像有輪子、杠桿、軸輪就能構(gòu)建手推車一般，通過簡單機械組合便能構(gòu)建復(fù)雜機械，在此過程中最熟悉復(fù)雜機械應(yīng)用的人當(dāng)屬構(gòu)建者們，云服務(wù)亦然。“

在此過程中，API所屬的便是簡單機械范疇。而作為云廠商，亞馬遜云科技不需要為用戶構(gòu)建好最終的復(fù)雜機械，而是向用戶提供基礎(chǔ)元素，令其由此構(gòu)建屬于自身的云服務(wù)應(yīng)用?？梢姡尭嘤脩舫蔀閯?chuàng)造者，成為了其API運維的重要內(nèi)涵。

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只是，亞馬遜云科技想要實現(xiàn)的不止于此。亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理顧凡坦言，希望能降低門檻，把云計算交到更多人手里。

降低門檻，實現(xiàn)技術(shù)的普惠化

“降低門檻本身就是云計算的一個非常重要的核心價值。”顧凡如是說。

在他看來，無論是初創(chuàng)公司，還是體量龐大的企業(yè)，在云計算應(yīng)用層面都應(yīng)處于同一條起跑線。而不論是開發(fā)人員、運維人員及數(shù)據(jù)科學(xué)家，還是行業(yè)用戶或云計算初學(xué)者，都存在有云計算需求。因此，云計算需要降低門檻。

如何降低門檻，釋放數(shù)據(jù)價值？亞馬遜云科技從多個層面予以解答。

首先是業(yè)務(wù)層面。本屆re:Invent上，亞馬遜云科技推出多項服務(wù)與功能，試圖降低用戶的使用門檻：“我們推出Amplify Studio，允許前端的開發(fā)人員以低代碼的方式，在手機端、web端實現(xiàn)端到端的，包括UI、包括后端業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng)建的能力。”王曉野闡述道。

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而除面向開發(fā)人員的Amplify Studio外，亞馬遜云科技還發(fā)布了Amazon DevOps Guru for RDS，通過亞馬遜機器學(xué)習(xí)模型自動識別和分析各種潛在的性能問題，以降低了運維人員使用云的門檻，為運維人員消除無差別的繁瑣的工作。

“此外，為降低業(yè)務(wù)人員使用機器學(xué)習(xí)的門檻，我們同時推出了Amazon SageMaker Canvas，它使業(yè)務(wù)用戶或者數(shù)據(jù)分析師無需任何機器學(xué)習(xí)經(jīng)驗或者任何代碼，使用拖拉拽的功能，就能簡單生成一個機器學(xué)習(xí)的分析，并且和數(shù)據(jù)科學(xué)家進(jìn)行協(xié)同。”亞馬遜云科技大中華區(qū)機器學(xué)習(xí)產(chǎn)品高級經(jīng)理張洋介紹道。

對此，IDC中國助理研究總監(jiān)盧言霞認(rèn)為，Amazon SageMaker Canvas通過簡單點擊即可完成整個機器學(xué)習(xí)工作流，值得沒有技術(shù)背景的分析師，以及聚焦業(yè)務(wù)分析層面但希望實時數(shù)據(jù)洞察的分析人群關(guān)注。

值得注意的是，上述產(chǎn)品僅是亞馬遜云科技業(yè)務(wù)下探的冰山一角，想要真正將云計算交到更多人手里，顯然不能局限于業(yè)務(wù)層面。

因此，亞馬遜云科技宣布成立1000萬美元人工智能和機器學(xué)習(xí)獎學(xué)金（Amazon AI & ML Scholarship），用于獎勵全球范圍內(nèi)弱勢群體和服務(wù)設(shè)施欠缺地區(qū)的學(xué)生，幫助他們做好準(zhǔn)備，在未來從事機器學(xué)習(xí)相關(guān)工作。

艾瑞咨詢研究副總監(jiān)王成峰談到，亞馬遜云科技打造出了多款面向更多非IT人群的終端應(yīng)用，將數(shù)字技術(shù)紅利的“普惠化”，令人印象深刻。

而目前，亞馬遜云科技已提供超過200項全功能的服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施遍及25個地理區(qū)域的81個可用區(qū)，服務(wù)于全球數(shù)百萬客戶，支撐其基礎(chǔ)設(shè)施，提高敏捷性，降低成本。

文：威化化 / 數(shù)據(jù)猿

來源：數(shù)據(jù)猿

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