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雲計算的孤勇者,亞馬遜雲科技推動了四大技術創新

“16年前,當我們推出Amazon S3的時候,雲計算的概念幾乎不存在,甚至在亞馬遜雲科技創立後的6-7年,大多數競爭對手都沒有跟進。很多人並不相信雲計算能發展起來,而現在,亞馬遜雲科技2021年的收入達到了622億美元”。

雲計算的孤勇者,亞馬遜雲科技推動了四大技術創新

這是亞馬遜雲科技大中華區戰略業務發展部總經理顧凡,在2022年10月,亞馬遜雲科技峰會上的開場白。

貝索斯也曾說過,“如果你要創新,你必須願意接受長時間被誤解”。這一番話,既道出了亞馬遜雲科技當年“孤勇者”的氣質,也道出了所有創新者面臨的壓力和挑戰。

今天,我們從IT技術創新角度,總結了“雲計算孤勇者”亞馬遜雲科技所推動的四大技術創新。

請注意用詞,這裡說的是亞馬遜雲科技所推動的技術創新,並不意味著技術本身是它首創的,著重強調的是,這些技術能被廣泛採用,是因為亞馬遜雲科技是強有力的推動者。

Amazon S3讓物件儲存發揚光大

2006年,亞馬遜雲科技釋出了叫Amazon Simpple Storage Service的儲存服務,這就是大名鼎鼎的物件儲存服務Amazon S3。Amazon S3是產品名字,同時也是物件儲存領域的通用標準,足見亞馬遜雲科技物件儲存服務的江湖地位。

雲計算的孤勇者,亞馬遜雲科技推動了四大技術創新

事實上,物件儲存的概念最早於1996年,出現在卡內基梅隆大學實驗室的一個研究專案裡。隨後幾年中,IT產業界有許多廠商都在研究一種長期有效地儲存大量資料的方法,當時業內將這種儲存叫做CAS(Content Address Storage或者Content Aware Storage)。

2005年前後,業內開始出現一波真正做物件儲存的廠商,本質上做的事情跟CAS十分相像,但利用糾刪碼實現了更好的資料完整性和永續性。2006年,當時的零售巨頭亞馬遜推出了Amazon S3,這是一種顛覆性儲存模型,對雲端儲存,對IT產業產生了深遠影響。

雖然,企業級儲存市場涉足這一領域更早,但企業部署在本地,資料規模也有限,企業的需求容易被滿足。而亞馬遜的物件儲存服務於網際網路上的使用者,其規模更大,在技術和實踐上要經受更大挑戰,推動物件儲存發展的重擔就放在了亞馬遜雲科技肩膀上。

Amazon Nitro掀起新一波技術浪潮

雲計算的孤勇者,亞馬遜雲科技推動了四大技術創新

從2017年開始,Amazon EC2例項的型別增速開始加快,這都得益於Amazon Nitro系統,Amazon Nitro系統解決了所有云廠商在構建大規模例項時候都會碰到的三大問題:

首先,如何降低虛擬化對物理機效能的損耗?

亞馬遜雲科技的做法是,將虛擬化功能從CPU解除安裝到了Amazon Nitro專用晶片上,配合一個輕量級的Hypervisior執行,對物理機造成的損耗不到1%,從而足量、穩定輸出CPU的業務效能。

第二,如何有效地隔離虛擬機器對底層硬體的寫操作,保證安全?

亞馬遜雲科技的做法是,提供硬體級別的安全機制,實現了網路、儲存隔離的獨立安全通道。

第三,如何將CPU的更新換代和伺服器其他硬體模組,向底層的IO模組解耦,從而加快Amazon EC2例項推出速度?

亞馬遜雲科技的做法是,透過提供獨立的Amazon Nitro網絡卡和Amazon Nitro儲存卡,來解耦底層的IO子系統,從而更快推出更多例項。

Amazon Nitro系統的研發可以追溯到2013年,經過了大約十年的持續研發,如今已經來到了第五代。

Amazon Nitro對於超大規模資料中心降本增效至關重要,過去幾年來,業內陸續有英偉達推出了DPU,英特爾推出了IPU,還有許多智慧網絡卡躍躍欲試,想做類似Amazon Nitro在做的事情。

以Amazon Nitro為開端的這一類技術,如今已是另一大業內技術風向。

Amazon Graviton晶片重燃ARM伺服器市場

如今,包括手機、平板等日常生活中常用的移動裝置中,很大一部分用的都是ARM處理器,而個人電腦、伺服器市場上,多年來一直是x86架構統治的領域。

2008年前後,ARM就開始計劃準備進軍伺服器晶片市場,但先是由於效能不足的問題,迎來第一波打擊。

隨後,雖然效能有所提升,但當幾家晶片廠商和伺服器廠商將ARM伺服器推向市場時,發現了生態這一根本性問題。直到現在,生態仍舊是ARM陣營最大的問題。

亞馬遜雲科技另闢蹊徑走出了一條獨特的道路,於2018釋出首款基於Amazon Graviton的例項後,還開始將亞馬遜自身運營和託管的服務遷移到了Amazon Graviton伺服器上。由於亞馬遜雲科技的資料中心規模非常巨大,很快就成為最大的ARM伺服器使用者。

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基於Graviton的亞馬遜雲科技的託管服務

晶片產業需要有規模效應才能攤薄單個晶片的成本,成本降低才能吸引更多使用者,以Amazon Graviton為代表的ARM伺服器不僅有價效比優勢,還有功耗優勢以及擴充套件性方面的優勢,吸引更多使用者將應用負載遷移到ARM伺服器上。

與以往伺服器廠商主推的ARM伺服器不同的是,亞馬遜雲科技有充分的耐心等著使用者慢慢將應用負載進行遷移,等著生態一步步成長起來。如今主流的Linux發行版以及非常多的開源軟體也都開始提供對ARM的支援。

2021年年底,亞馬遜雲科技釋出第三代Amazon Graviton晶片和對應的例項,不僅價效比進一步提升,還針對高效能計算等場景做了最佳化。亞馬遜雲科技有節奏地更新著ARM伺服器產品線,儼然成了ARM陣營裡的一面旗幟。

如今市場上有比較有代表性的ARM晶片廠商,比如Ampere Computing,同時,這一兩年來,幾乎所有主流雲服務廠商也推出了ARM例項。可以說,Amazon Graviton晶片重燃了ARM伺服器市場。

Serverless與雲原生的技術潮流

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有人說,Serverless一詞最早出現在2012年,但在亞馬遜雲科技看來,從2006年推出訊息佇列服務Amazon SQS時候開始,就已經有了第一款Serverless服務了。2012年,亞馬遜雲科技推出的Amazon DynamoDB算是第二款服務。

真正讓Serverless走進大眾視野的明顯還是亞馬遜雲科技釋出的Serverless計算服務——Amazon Lambda,Amazon Lambda讓使用者完全不用管理伺服器,只需編寫業務邏輯程式碼,然後把業務程式碼部署上來即可,也完全不用考慮資源彈性伸縮的問題。

Serverless被視為雲計算下一階段發展的重要方向,而Amazon Lambda的推出引起了不少震動,隨後,幾乎所有的IT巨頭都爭相進軍Serverless,包括微軟、谷歌、阿里、騰訊也都先後推出自己的相關方案產品。如今,幾乎成了全球主流雲服務商的標配服務。

而亞馬遜雲科技也沒有止步於此。2017年,亞馬遜雲科技推出了Serverless的容器服務Amazon Fargate,2018年推出了Serverless的關係型資料庫Amazon Aurora Serverless。顧凡表示,Amazon Lambda和Amazon Fargate都是改變遊戲規則的創新。

從技術特徵來看,雲原生架構充分利用了更高級別的雲服務,能做到安全交付、全球部署、彈性,能提高開發人員的工作效率、業務敏捷性、可擴充套件性、可用性、資源利用率,並能最佳化成本。

雲計算的孤勇者,亞馬遜雲科技推動了四大技術創新

Serverless與雲原生架構有千絲萬縷的聯絡,有人說,Serverless 是雲原生髮展的高階階段。無論如何,最重要的是發揮價值,為了讓開發者體驗到其中的價值,亞馬遜雲科技總結了應用邁向雲原生階段要經過的三個階段和九個步驟,每個步驟都有相應的雲服務和最佳實踐。

先進的技術沒有停留在PPT上,而是能看得見摸得著,這大概就是雲計算的魅力吧。

結束語

說到底,亞馬遜雲科技最大的貢獻在於,作為雲計算的孤勇者,掀起了將IT資源作為服務的潮流。

這點不算是技術層面的創新,只能算是商業服務模式層面的創新,但對IT本身的發展產生的影響其實更大。

雲計算提供了更好的使用體驗,雲計算降低了大型資源和複雜技術的使用門檻,從而為更多人的創新開闢了更大空間。

比如,使用者利用雲上資源的彈性優勢來應對業務高峰;

比如,使用者利用託管的專庫專用的資料庫服務,分分鐘獲得面向場景最佳化的資料庫;

比如,使用者用Amazon SageMaker快速開啟機器學習旅程,並利用大規模叢集快速完成機器模型的訓練;

又比如,高效能計算場景的使用者,可以快速完成一次模擬模擬,趕上創新的步伐。

16年前,勇於創新的亞馬遜成了“雲計算的孤勇者”,16年後,那些敢於創新的孤勇者,正在擁抱雲計算。(丸)