11月22日、クラウドコスト管理・最適化プラットフォームのVantageが発表した調査によると、2024年第1四半期において、Amazon Gravitonを利用したM7gシリーズがAmazon EC2 M7シリーズ汎用インスタンスのコスト支出の3分の1以上（34.5%）を占めたことが報じられた。

このうち、Amazon Graviton M7gシリーズ、Intel M7iシリーズ、AMD M7aシリーズは、Amazon Web Servicesがお客様に提供するインスタンスです。お客様は、ITアーキテクチャ、ビジネス要件、コスト要件などを総合的に考慮し、ニーズに最適なインスタンスソリューションをお選びいただけます。

Amazon Graviton は、Amazon Web Services が独自に開発したチップ シリーズの 1 つです。

多くの人にとって、Amazon Web Services（AWS）はクラウドコンピューティングサービスを提供する企業に過ぎないかもしれません。しかし実際には、AWSは独自のチップ開発とハードウェア製造のパイオニアでもあり、幅広いカスタムチップとアクセラレータを保有しています。

Amazon Web Services のチップ開発チームは、コンピューターハードウェアの設計と製造の限界を押し広げ、コストを削減しながら顧客の効率、セキュリティ、持続可能性を向上させることに尽力しています。

Amazon Web Servicesの自社開発チップ「Amazon Graviton」は、10年以上の開発期間を経て、チップ大手のIntelとAMDとの3位タイを達成しました。このデータは、Amazon Web Servicesの自社開発チップの並外れた強さを反映しています。

包括的なレイアウト、10年以上にわたるチップの徹底的な研究開発

世界最大のクラウドサービスプロバイダーであるAmazon Web Servicesのシニアシステムマネージャーは、あらゆるクラウドサービスを支えるソフトウェアとハ​​ードウェアの相互作用は、多くの人が想像するよりもはるかに複雑であると考えています。ソフトウェアの障害は簡単に修復できますが、ハードウェアの問題が発生すると、チームはゼロからやり直さなければならず、そのプロセスは長引く可能性があります。「安定性、効率性、セキュリティ、そして低コスト」のハードウェアこそが、あらゆる優れたクラウドサービスの基盤であると言えるでしょう。

2013年、Amazon Web Services（AWS）のシニアバイスプレジデントであるジェームズ・ハミルトンは、カスタムハードウェア開発戦略を提案し、AWSの経営陣はこれを採用しました。この決定の当初の目的は、顧客にさらなる革新的な可能性を提供することでした。

それ以来、Amazon Web Services は、垂直統合、カスタマイズされたハードウェア設計、パートナーとの緊密な連携を通じて、チップ製品の継続的な進化を推進してきました。

2013年、Amazon Web ServicesはAmazon Nitroチップを開発しました。このチップは、仮想化ハイパーバイザーとライセンス機能をサーバーCPUから分離することで、データセンターの効率と顧客価値を向上させます。このイノベーションはAmazon Web Servicesのインフラストラクチャトラフィックに対するセキュリティバリアとして機能し、セキュリティと信頼性を大幅に向上させます。

その後、2015年にAmazon Web Services（AWS）は半導体マイクロエレクトロニクス企業Annapurna Labsを買収し、大きな節目を迎えました。Annapurna Labsのチームは、AWSのその後のチップ開発を牽引する中核的な存在となりました。この買収はNitroシステムの開発を加速させ、AWSのハードウェア分野におけるイノベーションをさらに推進しました。

2017 年、Amazon Web Services は Annapurna Labs が開発した初の自社開発チップである Amazon Nitro をリリースしました。このチップには、ハードウェアとそれがサポートする Nitro System 仮想化プラットフォームが含まれています。

2018 年、Amazon Web Services は、パフォーマンスとコストの両方が最適化され、スケーラブルなワークロードで最大 45% のコスト削減を実現できる初の Arm ベースの Graviton チップをリリースしました。

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Amazon Web Services は継続的なイノベーションを通じて、これまでに Amazon Nitro System (第 6 世代)、Amazon Graviton 汎用プロセッサチップ (第 4 世代)、Amazon Trainium 機械学習トレーニングチップ (2 世代)、Amazon Inferentia 推論チップ (2 世代) を含む 4 つの自社開発チップ製品ポートフォリオを発表しました。

Amazon Graviton は、世代を超えてコンピューティング能力とコスト効率が 2 桁向上し、究極の効率向上とコスト削減を追求します。

実際、コスト削減と効率性の向上は、クラウド顧客にとって常に重要な焦点となっています。

Amazon Graviton は、Amazon Web Services によるコスト削減と効率向上の限界への継続的な探求から生まれたもので、その設計はクラウド コンピューティング ビジネスと新しい時代のニーズにより合致しています。

最も大きな違いは、GravitonプロセッサがArmベースのアーキテクチャを採用しているのに対し、IntelとAMDはx86アーキテクチャを採用していることです。この違いはパフォーマンスと互換性の多くの側面に影響を及ぼしますが、特に重要なのはプロセッサのスレッド処理方法と、特定のソフトウェアライブラリやサードパーティ製アプリケーションとのArm互換性に関する潜在的な問題です。

Amazon Graviton は、高性能コンピューティング、機械学習、人工知能、コンテナ化されたアプリケーションの構築、データ分析、データ処理など、幅広いアプリケーションをサポートしています。

最も重要なのは、Amazon Web Services が 2018 年の最初のリリース以来、過去 5 年間で 4 世代の Amazon Graviton インスタンスをリリースし、コンピューティング能力単位あたりの電力消費を継続的に削減しながら、世代ごとに 2 桁のパフォーマンス向上を達成していることです。

2020 年にリリースされた Graviton2 は、第 1 世代の Graviton と比較して、プロセッサ パフォーマンスが 7 倍、コンピューティング コア数が 4 倍、キャッシュが 2 倍、メモリ速度が 5 倍向上しています。

2021年にリリースされたGraviton3は、Graviton2と比較して、シングルコアパフォーマンスが25%向上し、浮動小数点演算パフォーマンスが2倍向上しています。また、同タイプの他のEC2インスタンスと比較して、消費電力を60%削減します。さらに、より強力で消費電力が少ないDDR5メモリを採用した初のクラウドコンピューティングチップです。

2022年にリリースされたGraviton3Eは、浮動小数点演算とベクトル命令演算に特化して最適化されています。Graviton3インスタンスと比較して、Graviton3EをベースとしたHPc7gインスタンスは、ベクトル命令のパフォーマンスが35%向上します。

2023 年には、パフォーマンスが最大 30% 向上し、独立したコアが 50% 以上増加し、メモリ帯域幅が 75% 以上増加した Graviton4 がリリースされました。

注目すべきは、Amazon Graviton4が実世界のアプリケーション向けに設計された最初のCPUアーキテクチャであり、従来のMicroBenchmarkベンチマークシステムから実際のワークロードに基づく標準へと移行したことです。Amazon Web Servicesは、CPUマイクロアーキテクチャのパラメータをフロントエンドとバックエンドに分割し、それぞれ6つのパラメータをリストアップした、実世界のワークロードレーダーチャートを設計しました。対応する軸の値は、そのパラメータへの依存度を表し、値が小さいほど依存度が低く、ワークロードの処理効率が高いことを意味します。そのため、CPU設計において、レーダーチャートの領域を使用することで、実世界のワークロードにおける最適化効果をより適切に測定できます。

現在、M8g 汎用インスタンス、C8g 高性能コンピューティングインスタンス、X8g インスタンス、R8g メモリ最適化インスタンスなど、最新世代の Amazon Graviton4 EC2 インスタンスが完全に利用可能です。

一方、Amazon Web Servicesは、Gravitonへのアプリケーション移行に伴うお客様の複雑さを大幅に軽減し、Gravitonインスタンスの高いコスト効率をより容易に実現できるよう、Gravitonをベースとしたマネージドサービスを次々と提供しています。お客様は、わずか数分でマネージドサービスをGravitonインスタンスに移行することで、最大40%のコスト効率向上を実現できます。

Amazon Graviton とマネージドサービスに基づく Amazon EC2 インスタンスを選択することは、Amazon Web Services の顧客にとってますます人気のある選択肢になりつつあります。

Amazon Web Services は、Amazon Graviton をベースとした 150 種類を超える Amazon EC2 インスタンスを提供しており、世界中に 200 万台を超える Amazon Graviton プロセッサが導入され、上位 100 社の Amazon EC2 顧客の 90% 以上を含む 50,000 社を超える顧客を抱えています。

Vantage のデータによると、2024 年第 2 四半期には、Amazon RDS、Amazon ElastiCache、Amazon OpenSearch について、顧客は Intel よりも Graviton ベースのホスティング サービスを選択しており、Graviton ベースのホスティング サービスを選択する顧客数が増加しています。

Vantageは、Gravitonプロセッサへの移行が、企業にとってパフォーマンスを維持、あるいは向上させながらコストを最適化する大きな機会となると考えています。Gravitonへの移行には慎重な計画とテストが必要ですが、コスト削減とパフォーマンス向上という潜在的なメリットを考えると、検討する価値のある戦略です。

2022年に開催されたAmazon Web Servicesのシリコンイノベーションデーにおいて、Amazonのシニアバイスプレジデント兼ディスティングイッシュドエンジニアであるジェームズ・ハミルトン氏は、Amazon Web Servicesは世界中のお客様の高まるニーズに応えるため、次世代プロセッサのイノベーションを推進するため、ハードウェア研究開発への投資を継続的に拡大していくと述べました。ハミルトン氏は、技術の進歩が続く中で、Amazon Web Servicesがクラウドコンピューティングとハードウェア設計の最前線に立ち続け、業界をより効率的でインテリジェントな未来へと導くと確信しています。（郭青）