USB|AWS重塑未来：芯片进化加速底层技术创新( 二 ) 充电器|评测|笔记本|数码

在Amazon Nitro系统出现之后，亚马逊云科技推出EC2新实例其实可以拆分成两个部分：资源平台的更新和虚拟化系统的更新，两部分彼此解耦降低了EC2实例更新的复杂度。一个最直观的结果就是，在2016年之前EC2实例的类型增长都比较平缓，而从2017年开始EC2实例类型出现了爆发性增长，到现在亚马逊云科技可以提供超过600种EC2实例。
2015年的成功收购：Annapurna Labs
将虚拟化底层架构硬件化，离不开专用硬件的支持。 Amazon Nitro系统最初采用了通用芯片搭建硬件平台，后续基于性价比的考虑逐渐转向专业定制芯片。在这个过程中， 2015年收购Annapurna Labs成为了关键事件。
2015年，亚马逊云科技花费3.5亿美元收购了以色列芯片公司Annapurna Labs ，后者承担了亚马逊云科技自研芯片的重任。经过两年的合作开发，在2017年推出了第一代成熟的芯片。亚马逊云科技的实例数量在2017年之后大幅增加，采用自主专用芯片的Amazon Nitro系统功不可没。

依托Annapurna Labs的持续创新，亚马逊云科技已经形成了三条自研芯片的产品线：虚拟化定制芯片Nitro、基于ARM 架构的通用处理器芯片Graviton、用于机器学习的训练和推理的Trainium芯片和Inferentia芯片。定制化的芯片设计可以应对更高的工作负载要求，包括更快的处理速度、更高的内存容量、更快的存储输入/输出（I/O）和更高的网络带宽。
（一）Nitro：支撑虚拟化基础
截至目前，亚马逊云科技已经推出了5代Nitro ，每一代都在刷新延迟、吞吐量、每秒数据包处理等指标。初代的Nitro只能提供10Gbps的网络吞吐量和每秒120万的包转发能力，第四代Nitro的网络性能已经提高到100Gbps ，每秒转发1500万个数据包。

此次新发布的Nitro v5芯片，晶体管数量大约是上一代Nitro芯片的两倍，提供了更高的计算性能，同时带来50%的内存性能提升和2倍的PCle带宽提升。相比上一代产品，其每秒数据包能力提高60% ，延迟减少30% ，每瓦特性能提升40% 。
（二）Graviton：强化通用计算
ARM架构CPU在单核性能方面相比x86架构CPU仍有差距，不过其低成本、高核心密度的特点在高计算密度领域优势明显。加上ARM架构开放的特性，使得越来越多的大型云服务商选择基于ARM架构开发自研CPU 。
2018年，亚马逊云科技推出其首款ARM架构CPU芯片Amazon Graviton 。 2019年又推出了7nm工艺的Amazon Graviton2 ，相比同时代的x86处理器，基于Amazon Graviton2的同规格实例性能高40% ，成本却低20% 。 Amazon Graviton2的推出，标志着亚马逊的ARM架构自研处理器进入规模化应用阶段。

2021年，亚马逊云科技推出了第三代ARM架构CPU芯片Graviton3 。 Amazon Graviton3采用5nm工艺，拥有64个核心、配备了DDR5内存，支持PCIe 5.0接口，相比Graviton 2浮点性能提高2倍，加密性能提高2倍，机器学习工作负载性能提高3倍。在同样性能下， Amazon Graviton3与x86实例相比可节省60%的能耗。

最新推出的Graviton 3E同属于Graviton 3家族，但是专门为浮点和向量指令运算进行优化，尤其适合高性能计算工作负载。相比于Graviton 3实例， Graviton3E在HPL（线性代数的测量工具）上性能提升35% ，在GROMACS（分子运动）上性能提升12% ，在金融期权定价的工作负载上性能提升30% 。

目前，亚马逊云科技已经有20多种托管服务运行在Graviton平台上，其中就包括用户经常使用到的Amazon RDS、Amazon Aurora、Amazon ElastiCache、MemoryDB、Amazon OpenSearch、Amazon EMR、Amazon EKS和Amazon Lambda等。
（三）Trainium/Inferentia：加速机器学习