亚马逊新一代自研服务器芯片Graviton5问世，性能提升25%

电子发烧友网综合报道 近日，亚马逊云科技宣布推出其迄今为止性能最强、能效最高的Amazon Graviton5处理器，为Amazon EC2上的广泛工作负载提供最佳性价比。与上一代相比，基于Graviton5的全新EC2 M9g实例性能提升高达25%，其每个芯片配备192核及5倍扩容缓存，助力客户在扩展工作负载、提升应用性能的同时降低基础设施成本。
 
Graviton5性能与能效的双重飞跃
 
基于Graviton5的全新EC2 M9g实例，与上一代相比，性能提升高达25%。这一显著提升得益于其单封装192核设计，提供了当前EC2实例中最高的CPU核心密度。这种高效设计极大地缩短了数据在核心间传输的距离，将核心间通信延迟降低高达33%，同时提升了带宽。
 
Graviton5配备了5倍容量的L3缓存，这一高速内存缓冲区可将常用数据保留在处理器近端。每个Graviton5核心的L3缓存可用量是Graviton4的2.6倍，这一改进可直接减少等待数据的延迟，加快应用响应速度。在处理大规模数据集时，更快的内存速度使企业能够更高效地运行内存密集型应用，如复杂的科学计算和金融风险分析等。
 
各实例规格的网络带宽平均提升高达15%，Amazon Elastic Block Store（EBS）带宽提升高达20%。对于最大规格的实例，网络带宽最高可达上一代的两倍。这使得数据传输更加迅速，备份过程更加迅捷，分布式应用性能也得到了显著提升。
 
Graviton5在提升性能的同时，具备更高的能效表现。这些创新源于从芯片设计到服务器架构的端到端掌控，采用最新3纳米技术，针对亚马逊云科技的用例优化设计，并支持裸片冷却等系统级优化。通过直接贴合芯片的裸片冷却技术，移除了传统CPU的保护顶盖与对应热界面材料，减少了热阻传导层级，使风扇功耗降低33%，在控制能耗的同时保障了性能释放。这不仅有助于企业降低运营成本，还能助力企业实现可持续发展目标。
 
众多行业客户已经率先采用了基于Graviton系列的处理器，并取得了显著的成效。Adobe利用Amazon Graviton将广播内容转化为面向数百万用户的个性化观看体验，借助更强的计算性能实时处理视频流；Epic Games依托Graviton每天为数百万玩家带来竞技游戏体验，降低的延迟和更高的带宽确保即使在高峰时期也能保持流畅的游戏体验；Formula 1运用Graviton帮助车迷紧跟时速350公里的车手，处理遥测数据并向全球观众实时传递洞察；Pinterest在基于Graviton的基础设施上承载超过5亿月活用户，凭借性价比优势大规模提供个性化内容。
 
亚马逊Graviton演进历程
 
亚马逊初代Graviton于2018年首次发布，采用Arm Cortex A72架构设计，为云计算领域带来了新的选择。它主要应用于一些对性能要求不是极高的通用型工作负载，为亚马逊云科技在自研芯片领域奠定了基础。
 
2019年推出的Graviton2升级至64核Neoverse - N1架构，实现了巨大的飞跃。实例功耗较前代降低72%，在性能和功能上都有了显著提升。基于Graviton2的实例支持广泛的通用型、突发型、计算优化型、内存优化型、存储优化型和加速计算型工作负载，包括应用程序服务器、微服务、高性能计算（HPC）、基于CPU的机器学习（ML）推理、视频编码、电子设计自动化、游戏、开源数据库和内存中的缓存等。许多AWS服务也支持基于Graviton2的实例，为用户提供了具有显著性价比优势的完全托管式体验。
 
2021年推出的Graviton3基于Neoverse - V1内核，计算性能提升25%，能耗降低60%，内存带宽增加50%，并强化了机器学习负载支持。2022年发布的Graviton3E针对浮点和矢量运算优化，适用于高性能计算场景，进一步拓展了Graviton系列的应用范围。
 
2023年发布的Graviton4采用96核Neoverse - V2架构，集成730亿个晶体管，内存带宽提升75%，支持DDR5 - 5600内存，计算性能较Graviton3提升30%。其对应的EC2实例涵盖通用型、计算优化型及内存优化型等类别，为用户提供了更多的选择。
 
ARM架构在云时代的崛起
 
Graviton5为AWS自研的ARM架构服务器CPU，专门为亚马逊云端工作负载定制。基于Arm Neoverse系列做深度定制，在同等性能下更省电，同等功耗下性能更高。这种特性使得Graviton5有望大幅压低亚马逊的整体TCO（总拥有成本），为用户提供更具性价比的云计算服务。
 
除了亚马逊，谷歌和微软等科技巨头也纷纷推出了自研的ARM架构数据中心CPU。谷歌的第一代自研ARM架构数据中心CPU Google Axion Processors和微软Azure Cobalt 100自研ARM架构数据中心CPU，都采用了ARM架构。这表明ARM架构正在从智能手机之王演变成AI云时代的算力基础设施底座之一，越来越多的科技企业认识到ARM架构在云计算领域的潜力。
 
云厂自研ARM架构服务器CPU的兴起，在长期上可能挤压x86架构服务器CPU的成长空间。随着亚马逊、微软和谷歌等云计算巨头纷纷推出自研ARM架构服务器CPU以及AI ASIC系列AI加速器产品，它们在未来对于英特尔与AMD的服务器CPU采购规模，以及对于英伟达AIGPU算力集群的整体需求可能明显缩减。
 
然而，目前还谈不上让英特尔/AMD立刻边缘化，更多是限制了x86在云上的天花板。对整个全球服务器市场而言，x86架构服务器CPU（即英特尔 + AMD）仍然是全球数据中心的绝对主流中央处理器，尤其是传统企业云基础设施、自建机房以及很多云上的通用实例。ARM自研服务器CPU的份额主要集中在几家超大规模云厂的自用机房，并没有大规模向全球大规模出货。
 
写在最后
 
Amazon Graviton5的推出是亚马逊云科技在云计算领域的一次重要突破。其卓越的性能、能效、安全特性以及ARM架构的优势，不仅为用户提供了更具性价比的云计算解决方案，也对传统的X86架构服务器CPU市场产生了一定的冲击。随着云计算技术的不断发展，我们有理由相信，Graviton5将在未来的云计算市场中发挥更加重要的作用，推动整个行业向更高效、更专业的方向发展。专为通用工作负载设计的基于Amazon Graviton5的Amazon EC2 M9g实例现已开放预览，面向计算密集型工作负载的EC2 C9g实例和面向内存密集型工作负载的EC2 R9g实例计划于2026年推出，或许还有更多惊喜值得期待。