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Konkurrenz für Intel und AMD: Amazon setzt eigenen Graviton-Prozessor für AWS ein

Redakteur: Michael Eckstein

Amazon lässt seine Cloud-Services zunehmend auf selbst entwickelten Server-Prozessoren laufen. Die auf einem ARM64-Design basierenden AWS Graviton-Chips sollen die Kosten skalierbarer Services um bis zu 45 Prozent senken.

Teilhabe: Laut Amazon eignen sich die AWS Graviton-Prozessoren besonders gut für das Verteilen von Cloud-Computing-Rechenlasten auf mehrere Instanzen.
Teilhabe: Laut Amazon eignen sich die AWS Graviton-Prozessoren besonders gut für das Verteilen von Cloud-Computing-Rechenlasten auf mehrere Instanzen.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

In seinem Brot-und Buttergeschäft mit Server-Prozessoren weht Marktführer Intel – und auch dem neu erstarkten Wettbewerber AMD – zunehmend schärferer Wind ins Gesicht: Nach Cavium (ThunderX2), Qualcomm (Centriq 2400) und Huawei (HiSilicon Hi1616) hat nun auch Web-Riese Amazon einen eigenen Prozessor auf Basis der ARM64-Architektur entwickelt. Und setzt diesen gleich im eigenen Cloud-Angebot Amazon Web Services (AWS) ein. Ursprünglich stammt der Chip mit der Bezeichnung AL73400 von Annapurna Labs. Amazon hatte den 2011 gegründeten israelischen Prozessorentwickler 2015 für rund 350 Mio. Dollar übernommen und dem Chip den Namen Graviton gegeben.

In der Quantenphysik bezeichnet das Graviton ein Teilchen, das Träger der Gravitation ist. Den Namen hat Amazon vermutlich mit Bedacht gewählt: Je mehr Gravitons als AWS-Triebwerke im Einsatz sind, desto schwerer dürfte dies auf den bisherigen Haupt-Prozessorlieferanten Intel und AMD lasten. Denn jeder Server mit Amazons Eigengewächs bedeutet für sie entgangenen Umsatz.

„Cosmos“ und „Neoverse“ von ARM sorgen für Gravitation

Wie Drew Henry, ARMs Senior Vice President und General Manager für den Geschäftsbereich Infrastructure Line of Business, erklärt, bildet die eigene 16-nm-Prozessorplattform „Cosmos“ mit „Neoverse“-Kernen die Grundlage für die Graviton-Chips. Neoverse ist ARMs neue Marke für die Architekturen, Produkte und Lösungen, die das Unternehmen „speziell für die sich schnell verändernde Cloud-zu-Edge-Internetinfrastrukturen entwickelt“, sagt Henry.

Seinen Aussagen nach entwickelt ARM seit Jahren erfolgreich Prozessor-IP für Netzwerk-, Speicher- und Rechenplattformen. Neue Funktionen würden jedoch vorwiegend in ARMs Cortex-Produktreihen integriert. Cortex ist vor allem bekannt als weit verbreitete Prozessorarchitektur für Automotive-Chips, Smartphones und IoT-Geräte.

Amazon-CPUs basieren auf ARMs neuer „Neoverse“-Produktlinie

Um die verstärkte Ausrichtung auf Cloud-Infrastrukturen zu unterstreichen, „haben wir unsere Produktlinie nun segmentiert – und Neoverse ist das Ergebnis“, sagt Henry. Auf seiner „TechCon“-Konferenz hatte ARM vor kurzem seine Neoverse-Roadmap vorgestellt, die mit der „Cosmos“-Plattform startet. Als nächste Iterationsschritte sind die Plattformen „Ares“, „Zeus“ und „Poseidon“ vorgesehen.

Die jetzige Amazon-Ankündigung zeige, dass „dass ARM-Prozessoren schnell in eine neue Klasse von Cloud-Servern überführt werden, die Netzwerk-, Speicher- und Sicherheits-Workloads in modernen Cloud-Rechenzentren verwalten“. Bislang würden diese hauptsächlich x86-basierte Applikations-Server einsetzen. Das soll sich ändern: „In diesem Jahr werden weit über eine Million Server ausgeliefert, die auf dem ARM-Ökosystem basieren“, prognostiziert Henry.

Intel und AMD für Performance, Graviton für Effizienz

Laut Amazon kommen in den Graviton-Chips 64-Bit-fähige „Neoverse“-Kerne zum Einsatz. Wie viele physikalische Kerne auf jedem Chip integriert sind und mit welcher Taktrate diese arbeiten, hält Amazon noch unter Verschluss. Laut heise.de haben erste Testanwender von 16 Kernen pro Prozessor berichtet.

Insgesamt bietet Amazon rund 170 unterschiedliche Hardware-Setups für seine AWS an, darunter Intel-basierte „z1d“-Instanzen mit Core-Frequenzen von 4,0 GHz, eine 12-TByte-Speicherinstanz, die „F1“-Instanzfamilie mit bis zu acht Field Programmable Gate Arrays (FPGA), „P3“-Instanzen mit NVIDIA Tesla V100-GPUs und neue „M5a“- und „R5a“-Instanzen mit AMD EPYC-Prozessoren, 2 bis 96 CPU-Kernen und bis zu 768 GByte RAM.

Graviton besonders gut für Lastverteilung

Laut Jeff Barr, Chief Evangelist for AWS bei Amazon, eignen sich die neuen Graviton-Prozessoren „hervorragend für Scale-Out-Workloads, bei denen Kunden Lasten über mehrere kleinere Instanzen verteilen können. Dazu gehören Instanzen von Microservices, Webserver, Entwicklungsumgebungen und Caching-Server“. Die neuen CPUs treiben nach Angaben von James Hamilton, Vice President und Ingenieur, zunächst die „Amazon EC2 A1“-Cloud-Services an. Diese A1-Instanzen sollen vor allem eins sein: günstiger als Angebote auf x86-Basis.

Die bisherigen Annapurna-Chips AL314 und AL212 mit integriertem 10-Gigabit-Ethernet-Controller kommen zum Beispiel Consumer-Produkten wie WLAN-Routern, Network-Attached-Storage (NAS) oder Home-Gateways zum Einsatz. Graviton sind die ersten eigenen Prozessoren, die Amazon in den Rechnern seiner Cloud-Plattform einsetzt.

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