Используя свои процессоры Graviton, AWS сотрудничает с Nokia и другими компаниями-разработчиками программного обеспечения, чтобы предоставить телекоммуникационным компаниям выбор архитектуры.
Ишвар Парулкар, главный телекоммуникационный технолог Amazon Web Services (AWS), не видит особой любви отрасли к x86, разработанной Intel архитектуре чипов, которую телекоммуникационные компании используют для виртуализации и открытия своих сетей. «Они выбрали x86 не потому, что хотели именно этого, — сказал он. «У них не было выбора».
Выберите сегодня любой сервер в любом центре обработки данных, и велика вероятность того, что он оснащен одним из процессоров Intel общего назначения (GPP). Единственным крупным конкурентом является AMD, и она также использует x86, архитектуру, происхождение которой можно проследить до эпохи вычислений 1970-х годов. По данным Counterpoint Research, в прошлом году на долю двух производителей микросхем приходилось более 90% центральных процессоров (ЦП) в серверах, поставляемых в центры обработки данных. Телекоммуникационные компании, взвешивающие преимущества использования стандартных вычислительных технологий в своих сетях, вынуждены выбирать между архитектурой x86 и специализированным комплектом.
Но AWS — один из нескольких аутсайдеров, которые сейчас бьют по трону Intel, и у него самый большой молот. AWS стала производителем микросхем в начале 2015 года, когда она купила полупроводниковый бизнес под названием Annapurna Labs, как сообщается, примерно за 370 миллионов долларов. Израильский стартап был лицензиатом Arm, британской компании, чипы которой используются в большинстве смартфонов. Основываясь на том, что начала Аннапурна, AWS вскоре выпустила собственный чип на базе Arm. Под брендом Graviton он нацелен не на смартфоны, а на замену процессоров x86 в своих обширных центрах обработки данных. По данным Counterpoint, в прошлом году он занял небольшую, но значительную долю рынка в 3%.
Это дает телекоммуникационным компаниям потенциальную альтернативу x86, поскольку они внедряют в свою деятельность технологии центров обработки данных, включая сеть радиодоступа (RAN). Что делает Arm превосходным, по мнению Парулкара, так это энергоэффективность и связанная с этим привлекательность ее технологии. Intel x86 — это архитектура CISC, где аббревиатура означает сложные вычисления с набором команд. Arm использует более позднюю концепцию, известную как RISC, для вычислений с сокращенным набором команд. Технические различия выходят за рамки этой истории, но RISC ценится за то, что он менее требователен к ресурсам, а CISC считается более мощным. Если бы они были боксерами, RISC был бы быстроногим Шугаром Рэем Леонардом, а CISC — мощным ударом Джорджа Формана.
Тем не менее, Парулкар входит в число руководителей, которые, кажется, рассматривают Arm как улучшение в большинстве случаев для x86 с небольшими недостатками. Ядра Arm, строительные блоки процессора, меньше, чем у x86, но клиенты могут компенсировать это, включив их больше, сказал Парулкар Light Reading. «Есть некоторые рабочие нагрузки, для которых x86 имеет смысл и является правильной архитектурой, — сказал он. «Но определенно есть большой сегмент, в котором Arm может работать так же хорошо или даже лучше, и дает вам преимущества в стоимости и энергии».
По данным AWS, они существенны. Японская компания NTT Docomo ранее работала с NEC, японским поставщиком, над запуском части своей базовой сети 5G на процессорах Graviton в облаке. По словам Парулкара, в результате энергопотребление сократилось на 70% по сравнению с x86. Он утверждает, что для большинства рабочих нагрузок соотношение цена-качество ниже на 40%. Использование процессоров на базе Arm в RAN, на долю которых приходится до 70% энергии, потребляемой телекоммуникационной сетью, в значительной степени связано с сокращением этих эксплуатационных расходов.
RISC и вознаграждение
Но на этом рынке Arm и AWS сталкиваются с препятствиями размером с Аннапурну. Самым горным является отсутствие очень развитой экосистемы для процессоров на базе Arm, доля которых в ЦП ЦОД пока составляет всего несколько процентных пунктов, включая Graviton. Если они не работают над старомодными устройствами, крупные разработчики программного обеспечения RAN, такие как Ericsson, отдают приоритет x86. Между тем CISC и RISC остаются несовместимыми, сказал Сачин Катти, глава группы Intel по работе с сетями и периферийными устройствами, во время встречи с Light Reading на Mobile World Congress (MWC) ранее в этом году.
Одной из самых больших задач для AWS является устранение этой несовместимости. «Перенос существующего программного обеспечения, предназначенного или разработанного для работы на платформе x86, на Arm — это то, над чем нам нужно работать, и мы очень активно работаем над этим», — сказал Парулкар. В рамках этих усилий он поддерживает Arm в разработке библиотек, которые облегчат перенос. «В целом в Arm есть команда, которая просматривает библиотеки, чтобы помочь с переносом из разных стеков», — сказал он. «Они занимались этим некоторое время, но мы взаимодействовали с ними, чтобы увидеть, как мы можем сделать так, чтобы стек RAN, в частности, можно было очень быстро перенести на эту архитектуру».
У AWS нет FlexRAN, эталонного дизайна, используемого программистами для чипов Intel x86, но он утверждает, что предлагает аналогичный уровень поддержки для независимых разработчиков программного обеспечения (ISV). «Это часть нашего процесса», — сказал Парулкар. «Мы просто не обозначили его как-то конкретно, но делаем это прямо сейчас, работая с независимыми поставщиками программного обеспечения над портированием стека. Мы продолжаем настраивать и оптимизировать стек и базовую инфраструктуру поверх Graviton, чтобы все это работало. .»
Тем временем один крупный независимый поставщик программного обеспечения уже оказал значительное влияние на Arm. Работая с Marvell, еще одним лицензиатом Arm, финская компания Nokia рекламировала ускорительную карту, которую можно было бы вставить в сервер x86, чтобы разгрузить функции базовой полосы или уровня 1, которые составляют наиболее требовательную к вычислительным ресурсам часть стека RAN. Эту же карту можно использовать вместе с чипами Graviton, что AWS и Nokia продемонстрировали на MWC.
Бизнес
Флагманским клиентом RAN для AWS является Dish Network, компания, которая в настоящее время инвестирует миллиарды в развертывание общенациональной сети в США. Однако в настоящее время Dish использует свое программное обеспечение на чипах x86, размещенных либо на объектах AWS, либо на платформе VMware на мобильных площадках. Более того, это программное обеспечение принадлежит Mavenir и Samsung, а не Nokia.
«Когда задействовано аппаратное обеспечение, есть квалификация», — сказал Парулкар. «Этот процесс продолжается до тех пор, пока его нельзя будет развернуть в коммерческой сети». Сегодня у AWS также по-прежнему отсутствует комплект, оснащенный Graviton, который можно было бы развернуть на сайтах в качестве распределенной единицы, коробки, в которой происходит обработка уровня 1. «Для RAN вам нужен небольшой форм-фактор SKU [складской блок], над чем мы работаем».
Однако, в отличие от Intel, AWS не занимается продажей чипов, и трудно представить, что когда-либо будет. До сих пор процессоры Graviton устанавливались в собственных центрах обработки данных, выполняя рабочие нагрузки, не относящиеся к RAN, для многочисленных клиентов. Номер SKU для сайта телекоммуникационной компании выведет их за пределы этой среды, но, вероятно, не за пределы Amazon EKS, платформы Kubernetes для управления облачным программным обеспечением (контейнерами).
Предусматривает ли Parulkar использование Graviton в тандеме с Red Hat, VMware или Wind River, основными поставщиками инструментов Kubernetes для частных облаков? — Это всегда возможно, — сказал он. «Прямо сейчас мы не видели интереса к этому и не занимаемся этим активно. Но в нашей философии, подходе или целях нет ничего, что помешало бы нам сделать что-то подобное». Он отмечает, что и Red Hat, и VMware могут запускать свои платформы на AWS.
«Мы не хотим создавать целую кучу продуктов, — сказал Парулкар. «Мы действительно хотим сосредоточиться на понимании рабочих нагрузок RAN и выбрать клиентов, которые серьезно относятся к этому переходу, и создать правильное предложение для начала. Со временем мы определенно готовы расширить его в различных измерениях».
Больше Конуренции
Конкуренция с Graviton на базе Arm постепенно возникает среди телекоммуникационных компаний, заинтересованных в виртуальной и открытой RAN. Ampere Computing, стартап, финансируемый Oracle, основанный в 2017 году бывшим президентом Intel Рене Джеймсом, работает с производителем серверов HPE над продуктом RAN, хотя, похоже, ему еще далеко до коммерциализации. Недавно отвечая на вопрос о различных проблемах, Гита Рэм, руководитель отдела вычислительных ресурсов HPE, упомянула о сложности убеждения компаний-разработчиков программного обеспечения в поддержке Arm. «Вопрос, который вы всегда получаете от Ericsson и Nokia, звучит так: «Что в этом для меня? Почему я должен поддерживать две базы кода?».
Буквально на этой неделе Nvidia, любимица фондового рынка, чья рыночная капитализация недавно достигла 1 триллиона долларов, рекламировала Grace Hopper, процессор на базе Arm в сочетании с графическим процессором (GPU), подходящий, среди прочего, для RAN (или около того). утверждают руководители). Вместо того, чтобы использовать ускорительную карту для уровня 1, как это делает Nokia, это будет полагаться на графический процессор. Это может заинтересовать таких операторов, как японская Rakuten Mobile, чей босс Тарек Амин считает, что карты-акселераторы увеличивают стоимость и сложность. До объявления Nvidia только Intel предлагала полностью интегрированный ускоритель, и это, очевидно, идет с x86.
AWS планирует использовать Hopper, GPU, часть последнего предложения Nvidia, но Parulkar не убежден в его пригодности в качестве ускорителя уровня 1. «Это довольно энергоемкие чипы», — сказал он. «На мой взгляд, Arm по-прежнему лучше всего подходит, если вы хотите соответствовать цене, производительности и энергоэффективности». Он отмечает, что ускорительная карта Nokia основана на специализированном кремнии, использующем чертежи Arm.
Ясной темой на данный момент является недавнее продвижение Arm в область центров обработки данных, в которую она раньше изо всех сил пыталась войти. Но, несмотря на всю активность различных лицензиатов Arm, Intel остается большой силой на этом рынке и еще большей силой в зарождающемся секторе открытой RAN. Без реального коммерческого прогресса со стороны AWS и других это может быть x86 или ничего.
