AWS Graviton3：遵循摩尔定律又有自己节奏
2021-12-06
14:00:18
来源: 半导体行业观察
来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）
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企业存储技术
，作者：
Winnie shao
，谢谢。
亚马逊云科技在2018年re:Invent大会发布了Graviton1， 2019年发布Graviton2，因此几乎从去年开始，媒体和业界人士就预测今年要发Graviton3了。果然第一天CEO keynote 就公布了Graviton 3，550亿晶体管，比300亿晶体管的Graviton2 翻倍。去年Graviton2就已经作为半导体行业的优秀产品上了摩尔定律的追踪图，Graviton3这个表现也一定可以入选的。
不仅仅是晶体管数目，如下图，从2018年的Graviton第一代，到今年的Graviton 3，可以清楚的看到，一代一次显著性能的飞跃。
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注：
下面
红色
字段为作者推测，非官方信息
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其实无论是用Chiplet设计，还是采用DDR5、PCIe Gen5、5nm工艺，先进归先进，但是阿里平头哥10月发布的的倚天710也都有，随后的Intel，AMD也都有，因此算是常规操作。不过Graviton系列的功耗，是显著低于前面说到的几个芯片的。以前，我一直没有想明白这个参数设计，直到看到Amazon C7g的服务器开盖图。这是在一个机箱内放了3个Graviton3，成为一个3节点的高密度服务器。换句话说，一个机箱内放入3个64核的服务器节点，如果换算成常规2路CPU，则相当于每个CPU是96核。如果Graviton2是常规的2路服务器设计，再考虑上主频的提升100Mhz，那么Graviton3的服务器是Graviton 2性能近2倍。这非常符合亚马逊云科技的本色，他们追求的是相同总功耗下的整服务器/整机架的性能最大提升，从芯片设计阶段，就通盘考虑过从服务器节点——到机架整体的合理功耗预算分配，而才能确定的设计方案。
最后一定要补上一句， 亚马逊云科技能做这样设计3节点服务器的另一个原因，是因为他们有能够支持多服务节点的Nitro卡，否则每个节点都需单独配网卡，会部分抵消高密度服务器设计的优势。
Amazon Graviton 3的设计中，还有一点要特别画一个重点。它支持了bfloat16，并且提升了3倍的机器学习性能。Intel的cooper lake、AMD的Zen4、IBM Power10也都支持了bfloat16，而且都3倍、甚至20倍的提升了机器学习的性能。CPU阵营难得一见的齐心合力，打算增强自己的人工智能业务能力。
3、与Graviton3同步的C7g实例标志着arm服务器生态成熟
除了Graviton3 在芯片、服务器上的各种创新之外，还有一点和2019年Graviton2的发布不一样。与Graviton3同时发布的还有一个实例Amazon C7g，虽然还是预览版，但是相对于Graviton2发布3个月之后才发布实例，AmazonGraviton家族的实例研发节奏明显快了。相对于同行的仅仅芯片，尚无实例上线的时间的新闻发布，Graviton3不仅仅有芯片、有服务器，还有实例预览，甚至还有客户的背书，产品成熟度有明显优势。
和Graviton3翻倍的浮点性能，3倍的机器学习性能相呼应。Amazon C7g是一个定位于高性能工作负载的实例。亚马逊云科技推荐的应用，包括高性能计算、批处理、电子设计自动化(EDA)、媒体编码、科学建模和基于CPU的机器学习推理。这跟当年Graviton1支持的是 Web 服务器、容器化微服务、数据/日志处理和其它可以在更小的内核上运行的轻量级工作负载，不可同日而语了。
其实Amazon Graviton2 处理器已经在性能和功能上都实现了巨大的飞跃，成为ARM阵营的领头羊。它们为 Amazon EC2 通用型（M6g、M6gd、T4g）、计算优化型（C6g、C6gd、C6gn）和内存优化型（R6g、R6gd、X2gd）实例提供支持，工作负载类型相当广泛。本次大会上又发布的AmazonG5g，这是一个Graviton + Nvidia T4G的组合，还有两个配合最新的NitroSSD的存储优化实例Im4gn and Is4gen。最后要重点提一下，数据库的标杆产品SAPHANA也支持Graviton家族了，这不仅仅是Graviton家族的成功，更是ARM服务器生态的一大步。
其实从arm进入服务器市场开始，对于arm是否能撬动服务器生态持怀疑态度。从三大Linux，到Java OpenJDK、gcc/LLVM，到Ngnix、MySQL、Redis，arm在开源软件阵营获得了很好的支持。但是像SAP HANA这样的ISV（
独立软件提供商
）的支持，是Graviton家族开拓arm服务器生态的重要里程碑事件。
不仅仅是生态成熟，实例丰富。Graviton3再次提升了实际应用性能。在亚马逊云科技展示的F1应用测试中，Graviton3比Graviton2 快40%。对于Nginx，Graviton3有超60%的性能提升，其它应用，也至少有25%的性能提升。
现在回头看当年3.5亿美金收购Annapurna lab真是回报超高。先是业界领先的Nitro系列，接着是Graviton arm CPU家族，再接着是机器学习两件套支持推理的inferentia和支持训练的Trainium。数据中心的三大芯片，DPU、CPU、AIxPU，整整齐齐。
亚马逊云科技的CEO在采访中谈到芯片创新的时候说，这是改变游戏规则的能力。Graviton产品家族验证了从借助arm CPU IP的敏捷芯片设计，到芯片和服务器联合设计，到快速部署上云的互联网速度。这是一个用创新推动高质量服务的时代。
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