Annapurna Labs，亞馬遜芯片業(yè)務(wù)背后的秘密武器

當(dāng)連續(xù)創(chuàng)業(yè)者Avigdor Willenz向他前同事Bilik (Billy) Hrvoye和Nafea Bshara的初創(chuàng)公司投資2000萬美元時，他不會想到，這家公司后來會以3.5億美元的高價出售給了亞馬遜。再之后，又僅僅過了幾年，這次收購就使亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）成為了硬件和芯片市場上一個強(qiáng)大的競爭者，并對芯片兩強(qiáng)英特爾和AMD構(gòu)成了威脅。

以色列公司Annapurna Labs以喜馬拉雅山脈的一座最高峰命名。兩位創(chuàng)始人Billy和Nafea曾想在創(chuàng)業(yè)之前長途跋涉到該峰。盡管這項計劃最終成為了空談，不過從某些方面來講，他們在另一個方面上實現(xiàn)了自己的理想。

Avigdor、Billy和Nafea無疑得到了命運(yùn)女神的垂青。當(dāng)時，亞馬遜正在計劃在其云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)上構(gòu)建定制芯片，并因此發(fā)現(xiàn)Annapurna Labs是一個完美的收購目標(biāo)。同時，由于AWS的頂級工程團(tuán)隊對AMD作為英特爾替代品時的表現(xiàn)感到不滿，他們放棄了與AMD的合作關(guān)系。

說起來，Annapurna Labs和亞馬遜之間確實有許多共同的特點(diǎn)。比如這兩家公司都對自己的研究和產(chǎn)品路線圖保持沉默，同時兩家公司也都專注于強(qiáng)化客戶應(yīng)用。此外，和亞馬遜的大多數(shù)團(tuán)隊一樣，Annapurna Labs是一家精干、吝嗇的公司，它專注于打造一種利基、改變世界的技術(shù)，以挑戰(zhàn)細(xì)分市場的領(lǐng)導(dǎo)者——英特爾和AMD。

從今天來看，對Annapurna Labs的投資成為了亞馬遜最成功的戰(zhàn)略收購之一，這讓它在于另外兩大競爭對手微軟和谷歌的競爭中占有了優(yōu)勢。

但僅這么說，恐怕大家也難以理解，為了評估安納普納實驗室給AWS帶來的價值，我們需要理解基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)的演變。

云基礎(chǔ)設(shè)施的最初模式是基于即付即用定價模型的虛擬機(jī)啟動與訪問。在當(dāng)時，按需啟動虛擬機(jī)并在工作完成時關(guān)閉它們看起來簡直就是魔法。

后來，亞馬遜EC2成為了IaaS市場的先驅(qū)，它徹底改變了基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)和使用方式。這是計算領(lǐng)域的一個里程碑，它使多家初創(chuàng)企業(yè)能夠為基礎(chǔ)設(shè)施上幾乎不付出什么資本支出（CAPEX）的情況下生產(chǎn)并擴(kuò)大業(yè)務(wù)模式。

AWS上最初的IaaS技術(shù)運(yùn)行了一個高度定制的Xen版本，這是一個開源管理程序，允許多個虛擬機(jī)運(yùn)行在一臺物理機(jī)器上。最終，AWS發(fā)現(xiàn)Xen有很多局限性，這有可能會減緩Amazon EC2的增長潛力。

工程師們意識到，通過將軟件轉(zhuǎn)移到專門構(gòu)建的硬件組件，可以優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施的性能和成本。比如通過將管理程序和網(wǎng)絡(luò)堆棧裝載到一個稱為應(yīng)用特定集成電路(ASIC)的專用硬件加速器上，Amazon EC2將以更高的速度和更低的成本運(yùn)行。由于這些更改是在技術(shù)堆棧層面以最低級別進(jìn)行的，因此對客戶來說是一切透明的，而他們也將從增強(qiáng)的性能中獲益。

隨后，2013發(fā)布的C3實例系列讓亞馬遜EC2上首次具有了定制芯片。而這些芯片由提供更快帶寬和吞吐量的自定義網(wǎng)絡(luò)接口支持。

出于建立自身自定義EC2硬件的需要，亞馬遜與AMD進(jìn)行了合作。但是當(dāng)時負(fù)責(zé)AWS大規(guī)模數(shù)據(jù)中心發(fā)布工作的James Hmilton卻發(fā)現(xiàn)AMD產(chǎn)品未能實現(xiàn)預(yù)期的性能。

幾年后的2015年，通過與Annapurna Labs的合作機(jī)會，亞馬遜又推出了EC2 C4實例系列。除了將網(wǎng)絡(luò)虛擬化裝載到定制硬件之外，這些實例還得到了為存儲服務(wù)優(yōu)化的ASIC的支持。但是此時的C3和C4仍然在Intel Xeon處理器上運(yùn)行著傳統(tǒng)的管理程序。

可能是為了擺脫Intel的控制與影響，亞馬遜與Annapurna Labs的合作很快就轉(zhuǎn)變?yōu)榱耸召彙?015年，亞馬遜宣布將收購這家以色列初創(chuàng)企業(yè)，最初并未透露具體金額。

2017年，經(jīng)過亞馬遜EC2工程師和Annapurna Labs兩年的密切合作，AWS發(fā)布了新一代的EC2 C5實例系列。與C4實例相比，這些新實例提供了25%的價格/性能改進(jìn)，某些工作負(fù)載的性能提高了50%以上。這次發(fā)布是Amazon EC2歷史上的一個里程碑。它用一個高度優(yōu)化的KVM管理程序替代了Xen，該管理程序與一個負(fù)責(zé)虛擬化的ASIC緊密耦合。這種組合提供了非常快的虛擬機(jī)，其性能幾乎與裸機(jī)服務(wù)器相當(dāng)。不過，Amazon繼續(xù)支持和增強(qiáng)仍然在Xen上運(yùn)行的其他實例類型。

與ASIC緊密結(jié)合的超薄KVM軟件的強(qiáng)大組合被稱為“硝基項目”(Project Nitro)。該項目的工程團(tuán)隊的首要目標(biāo)是提供與裸金屬難分伯仲的性能，而他們確實成功地實現(xiàn)了這一目標(biāo)。

在2017年re: Invernt大會上，AWS宣布了亞馬遜EC2最令人期待的功能——裸金屬實例。而該功能背后的秘密武器正是硝基項目。它還使Amazon能夠支持各種管理程序，包括Xen、KVM，甚至vSphere。

硝基項目成為在AWS上運(yùn)行VMware的核心技術(shù)構(gòu)建塊。它為VMware和AWS這兩家云計算競爭對手之間的歷史性合作鋪平了道路。

按照事情進(jìn)展，Annapurna Labs下一步的計劃應(yīng)該是推出定制化的CPU，果然他們2018年的re:Invent大會上帶來了這樣的CPU——AWS Graviton處理器。它是圍繞Arm核心而構(gòu)建的，采用定制的硅材料，整體全部是為擴(kuò)展工作負(fù)載而設(shè)計的。

而后的Amazon EC2 A1實例便由AWS Graviton提供支持，它運(yùn)行在一個不依賴于Intel x86架構(gòu)的技術(shù)堆棧上。這標(biāo)志著亞馬遜正式進(jìn)入芯片領(lǐng)域，開始挑戰(zhàn)英特爾和AMD的統(tǒng)治地位。

除此之外，Annapurna Labs的創(chuàng)新并不僅限于網(wǎng)絡(luò)、存儲和虛擬化加速器。它現(xiàn)在使AWS能夠在云計算中培訓(xùn)并運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能，以讓后者處于領(lǐng)先地位。

Andy Jessy，AWS的CEO，在2018年的大會上發(fā)布了AWS Inferentia。該服務(wù)由Annapurna ASIC芯片提供支持，該芯片可以加速使用TensorFlow、Caffe2和ONNX訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型推論（預(yù)計該芯片預(yù)計將于今年晚些時候上市。）

AWS Inferentia使得AWS成為運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)推論中成本最低的云計算。并讓它在與谷歌的人工智能加速器TPU和微軟Azure的FPGA競爭中搶占了領(lǐng)先身位。

隨著云供商都摩拳擦掌準(zhǔn)備打造定制化芯片，Annapurna Labs成為了亞馬遜背后的秘密武器，相比3.5億美元的價格，或許這個才更是Avigdor Willenz他們沒有想到的吧。

來源：https://www.forbes.com/sites/janakirammsv/2019/03/10/how-an-acquisition-made-by-amazon-in-2016-became-companys-secret-sauce/#1fb60ed62f67

作者：Janakiram MSV

編譯：張飛逸

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