Amazon Web Services: 自社開発チップによる先駆者のイノベーション

[51CTO.com からのオリジナル記事] Infrastructure as a Service (IaaS) は、インターネットを介して IT インフラストラクチャをサービスとして提供し、実際の使用量やリソースの占有量に基づいてユーザーに課金するサービス モデルです。これはクラウド コンピューティングにおける重要な基本リンクです。 IaaS に含まれるストレージとコンピューティングの側面により、膨大なチップ需要が生じています。これらのチップの供給は限られた数の企業に集中しています。市場調査会社IDCのレポートによると、サーバーCPU市場の約90％をIntelが占め、独立系GPU市場の約80％をNvidiaが占めている。その結果、クラウドベンダーの製品はより均質化し、価格も高止まりしています。大手クラウド企業もこの状況を認識しており、チップを独自開発することでコストを削減したい考えだ。同時に、人工知能、モノのインターネットなどのトレンドの下で、独自の差別化された優位性を生み出すこともできます。

クラウド大手は自社開発チップを競争上の突破口として活用

2019年7月、アリババ傘下の半導体企業である平頭閣は、端末向けのコンピューティングパワーインフラを提供するRISC-VプロセッサXuantie 910をリリースした。 2019年の雲奇カンファレンスで、平頭閣はアリババ初のチップであるHanguang 800を発表しました。このチップは特定のシナリオに合わせて高度にカスタマイズされており、多くの記録を破りました。今年の雲奇カンファレンスで、アリババは同社初の汎用チップであるYitian 710を発表しました。このチップは業界で最も強力なARMサーバーチップであり、パフォーマンスは業界ベンチマークを20％上回り、エネルギー効率は50％以上向上しています。

テンセントは今年11月、デジタルエコシステムカンファレンスで自社開発のチップ3つも発表した。これらは人工知能モデルの推論コンピューティング、ビデオトランスコーディング、クラウドサービスホストの加速に使用され、数ヶ月以内に実用化される予定だ。

マイクロソフトもコストとパフォーマンスをより積極的に管理するために独自のサーバーチップを開発する予定だという報道もある。

クラウド コンピューティングの兄貴分である Amazon Web Services は、独自のサーバー チップの開発を開始した最初のクラウド ベンダーでもあります。 2015年、Amazon Web Servicesはイスラエルのチップ企業Annapurna Labsを3億5000万ドルで買収し、クラウドインフラストラクチャ用のカスタムチップの設計と開発を開始しました。

グラビトンから始まる自社開発チップへの道

Amazon Web Services は 2018 年に第 1 世代の Amazon Graviton プロセッサをリリースし、このプロセッサをサポートする A1 は同社のクラウド サービスの最初の ARM ベースのインスタンスとなりました。

2020年、Amazon Web Servicesは自社開発の第2世代プロセッサであるAmazon Graviton2をリリースしました。このプロセッサは 64 ビット ARM Neoverse N1 コアをベースとしており、Cortex-A76 とほぼ同様ですが、インフラストラクチャ作業用の拡張機能が多数追加されています。

Graviton2 は TSMC の 7nm プロセス技術を採用し、64 個のコアを統合し、CMN-600 メッシュ相互接続技術のサポートにより 2TB/秒の帯域幅を実現できます。第 1 世代の Graviton と比較して、Graviton2 はコンピューティング コアが 4 倍、コンピューティング パフォーマンスが 7 倍になります。同レベルの x86 インスタンスと比較すると、Graviton2 ベースのインスタンスはパフォーマンスが 40% 高く、コストが 20% 低くなります。それだけでなく、同じエネルギー消費量で、Graviton2 のパフォーマンスは Amazon Web Services の他のプロセッサよりも 2 ～ 3.5 倍高くなります。 Graviton2 の協力により、Amazon Web Services は 2021 年の Server Leadership List の ARM アーキテクチャ サーバー プロセッサ リストで 1 位を獲得し、市場、価格優位性、パフォーマンス、信頼性、革新性の 5 つの評価軸でも 1 位を獲得しました。

Amazon Web Services が自社開発したチップには、ARM ベースの汎用コンピューティング チップ Graviton のほか、機械学習トレーニング チップ Amazon Trainium や機械学習推論チップ Amazon Inferentia などがあります。

今年の re:Invent カンファレンスで、Amazon Web Services は自社開発チップの新世代である Amazon Graviton3 をリリースしました。 Graviton3 は、Graviton シリーズの第 3 世代製品です。 Amazon Web Servicesによれば、Graviton2と比較して、Graviton3のコンピューティング性能は25%向上し、浮動小数点性能と暗号化性能は従来の2倍、機械学習性能は従来の3倍となり、エネルギー消費は60%削減されたという。 Graviton3 では、セキュリティ強化のために新しいポインター認証機能も追加されています。

自社開発の3つのチップがコンピューティングの核となる

カンファレンスでは、Amazon Web Services は、独自のチップを搭載した 3 つの新しい Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) インスタンスのリリースも発表しました。これにより、顧客は Amazon EC2 で実行されるワークロードのパフォーマンス、コスト、エネルギー効率を大幅に向上できるようになります。新しい C7g インスタンスは Amazon Graviton3 プロセッサを搭載しており、Amazon Graviton2 プロセッサを搭載した現世代の C6g インスタンスよりも 25% 優れたパフォーマンスを実現します。 Amazon Trainium チップを搭載した新しい Trn1 インスタンスは、Amazon EC2 の機械学習モデルの大部分をトレーニングするための最高の価格性能比と最速のトレーニング速度を提供します。 Amazon Nitro SSD (ソリッドステートドライブ) をベースにした新しいストレージ最適化 Im4gn/Is4gen/I4i インスタンスは、Amazon EC2 で実行される I/O 集中型のワークロードに最適なストレージパフォーマンスを提供します。 Amazon Web Services が独自に開発したチップをベースにしたこれらの新しい Amazon EC2 インスタンスのリリースにより、顧客は重要なビジネス アプリケーションをサポートできるようになります。

チップは計算能力の中核です。 Amazon Web Services の Amazon EC2 担当副社長 David Brown 氏は、次のように述べています。「当社が自社開発チップに継続的に投資することで、お客様は今日の重要なワークロードの一部で、大幅な価格性能比の優位性を獲得できるようになりました。お客様は、当社が EC2 インスタンスの新世代ごとに限界を押し広げ続けることを期待しています。Amazon Web Services の継続的なイノベーションにより、お客様はこれらの画期的な新しいインスタンスを使用して重要なワークロードを実行し、より優れた価格性能比を実現できるようになります。」

アマゾン ウェブ サービス グレーター チャイナ製品部門ゼネラルマネージャーの Gu Fan 氏は、自社開発チップはアマゾン ウェブ サービスのコンピューティングにおける革新の一例に過ぎないと述べた。その目標は、各ワークロードが「クラウド」上でより高いパフォーマンスとコスト効率を実現できるようにするためのより良い方法を見つけることです。

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Amazon Web Services Greater China プロダクト部門ゼネラルマネージャー Gu Fan 氏

Sino-bridgesの主任アナリストであるWang Cong氏は次のように指摘しています。「5GとIoTの加速により、低エネルギーで高性能なAI推論コンピューティングパワーに対する新たな需要が生まれています。Amazon Web ServicesはAmazon Graviton3をリリースしたばかりで、前世代のAmazon Graviton2と比較してインスタンスパフォーマンスがさらに20％、エネルギー効率が60％向上しています。中国のユーザーにとって、これはAIリソースの適応効率とAIイノベーション能力を加速させるだけでなく、継続的な技術アップグレードをサポートし、AI / MLの長期投資保護を最適化します。」

クラウド コンピューティング分野の業界サミットである re:Invent Global Conference では、毎年多くの注目すべき製品やサービスが発表されており、今年も例外ではありません。 Amazon Web Services は、自社開発チップを搭載した 3 つの新しい EC2 インスタンスに加えて、Amazon SageMaker の 6 つの新機能、3 つのデータ分析サービス向けのサーバーレス機能、開発者が現実世界のデジタルツインをより簡単かつ迅速に作成できるようにする Amazon IoT TwinMaker、企業が施設内に 5G プライベートネットワークを迅速に構築できるようにする新しいマネージドサービスである Amazon Private 5G など、多数の新製品もリリースしました。 Amazon Web Services は、先駆者の精神でさまざまな業界のイノベーションを推進し、さまざまな業界でさらに多くの先駆者を生み出しています。

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