作者：Arm 云 AI 事業(yè)部服務(wù)器生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)總監(jiān) Bhumik Patel

從推薦引擎到語言模型，人工智能 (AI) 正在重塑各類應(yīng)用，但其背后潛藏著一項(xiàng)迫切的挑戰(zhàn)：能效問題。隨著 AI 應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大，其運(yùn)行所需的能耗也隨之增長，進(jìn)而為云基礎(chǔ)設(shè)施帶來了日益嚴(yán)峻的壓力，尤其是在融合 AI 數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)工作負(fù)載與 AI 工作負(fù)載已是并行運(yùn)行。

在這一全新范式下，CPU 的重要性愈發(fā)凸顯。作為整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的核心支柱，CPU 為絕大多數(shù)云服務(wù)提供算力支持，涵蓋數(shù)據(jù)處理、Web 前端、編排層及推理引擎等場景?，F(xiàn)代 CPU 必須在處理日益增長的通用計(jì)算工作負(fù)載時(shí)，兼顧最優(yōu)性能、高能效表現(xiàn)與更低總體擁有成本 (TCO)。

這正是 Arm Neoverse 平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)所在。Neoverse CPU 在架構(gòu)上專為云計(jì)算規(guī)模部署而設(shè)計(jì)，具備領(lǐng)先的每瓦性能、近乎線性的可擴(kuò)展性，且無需專門優(yōu)化即可支持各類工作負(fù)載。

Google 與 Arm深化合作，更好滿足客戶需求

通過與 Arm 的合作，Google 打造了專為實(shí)際用例性能優(yōu)化的Axion 系列定制芯片 CPU。C4A 是 Google 首款基于 Arm Neoverse CPU 的虛擬機(jī) (VM)，其性能表現(xiàn)十分出色，輕松超越 x86 虛擬機(jī)。

稍早，Google 推出了第二款基于 Axion CPU 的 Arm 架構(gòu)虛擬機(jī)預(yù)覽版。N4A 基于 Neoverse 平臺(tái)構(gòu)建，是目前 Google Cloud 中最具成本效益的 N 系列虛擬機(jī)，為通用與 AI 相關(guān)工作負(fù)載（包括云應(yīng)用、數(shù)據(jù)預(yù)處理及 Web 服務(wù)任務(wù)）提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的性價(jià)比和每瓦性能。這一實(shí)例也充分體現(xiàn)了，在 Arm 計(jì)算平臺(tái)上優(yōu)化 CPU 設(shè)計(jì)，能直接轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展、高能效且面向未來的云服務(wù)，例如 Google Kubernetes Engine (GKE) 與 Compute Engine。

根據(jù)早期測(cè)試顯示，與同類 x86 虛擬機(jī)相比，N4A 的性價(jià)比最高提升 105%，每瓦性能最高提升 80%，因此 N4A 非常適合注重能效的部署場景。這些性能提升并非理論值，Arm 針對(duì) N4A 虛擬機(jī)的性能測(cè)試結(jié)果已予以驗(yàn)證。

在 Redis（支撐快速內(nèi)存緩存與實(shí)時(shí)分析）和 PostgreSQL（支撐電子商務(wù)、金融服務(wù)和 Web 平臺(tái)的各類交易系統(tǒng)）這兩項(xiàng)基礎(chǔ)云服務(wù)上，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，與當(dāng)前一代 x86 N4 虛擬機(jī)相比，N4A 能分別帶來最高 52% 和 39% 的性能提升。

對(duì)開發(fā)者而言，Google Axion 的 N4A 虛擬機(jī)預(yù)覽版是運(yùn)行真實(shí)場景工作負(fù)載，以及親身體驗(yàn)新一代 Arm 架構(gòu)平臺(tái)性能的絕佳機(jī)會(huì)。

此外，Google 也推出了 C4A 裸機(jī)實(shí)例預(yù)覽版。這是 Google Cloud 上首款基于 Arm 架構(gòu)的裸機(jī)實(shí)例，專為需要直接訪問物理硬件的專用工作負(fù)載設(shè)計(jì)，例如汽車領(lǐng)域的車載信息娛樂系統(tǒng) (IVI) 或先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 應(yīng)用。對(duì)開發(fā)者而言，這意味著無論芯片部署在云端還是車端，都可運(yùn)行同一套代碼，無需為不同類型的芯片重新編寫或重新優(yōu)化軟件。這最終將降低開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，并提升可在 Axion 芯片上運(yùn)行的應(yīng)用的可靠性。

這些基于 Neoverse 平臺(tái)的 Google Axion 機(jī)器類型，讓客戶能夠根據(jù)自身需求調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模，無需切換架構(gòu)或犧牲性能。這次的產(chǎn)品組合擴(kuò)充也為優(yōu)化總體擁有成本 (TCO)、降低能源消耗，以及提升各種部署場景下工作負(fù)載響應(yīng)速度提供了新的選擇。

Google 的多架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)：在 Arm 平臺(tái)上擴(kuò)展關(guān)鍵工作負(fù)載

Google 正戰(zhàn)略性地將關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施工作負(fù)載遷移至 Arm 架構(gòu)，重塑大規(guī)模服務(wù)的構(gòu)建和部署方式。如今，Gmail 和 YouTube 等 Google 主要應(yīng)用已實(shí)現(xiàn) Arm 和 x86 架構(gòu)并行運(yùn)行，并已有超過三萬個(gè)內(nèi)部應(yīng)用遷移到基于 Arm 架構(gòu)的系統(tǒng)上。

值得注意的是，這一遷移無需進(jìn)行大量的代碼重寫。得益于現(xiàn)代編譯器與構(gòu)建系統(tǒng)，大多數(shù)架構(gòu)差異可在編譯階段自動(dòng)處理，這充分體現(xiàn)了當(dāng)今 Arm 軟件生態(tài)系統(tǒng)的成熟度和完善性，同時(shí)也意味著 Google 的團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⒏鄷r(shí)間投入到 DevOps 層優(yōu)化，以及更新測(cè)試、工作流和部署系統(tǒng)，以支持具備多架構(gòu)感知的流水線。

對(duì)于任何考慮進(jìn)行類似遷移的企業(yè)而言，遷移至 Arm 架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施將獲得實(shí)用、高效且可直接投產(chǎn)的運(yùn)行環(huán)境，以及完善的生態(tài)系統(tǒng)支持，使開發(fā)者能夠在不影響開發(fā)效率的前提下推進(jìn)工作。

專為開發(fā)者和企業(yè)打造：成熟的生態(tài)系統(tǒng)與立竿見影的收益

在當(dāng)前多架構(gòu)云環(huán)境中，靈活性具有戰(zhàn)略意義。通過基于 Arm 架構(gòu)構(gòu)建產(chǎn)品，Google 通過針對(duì)工作負(fù)載優(yōu)化過的芯片賦能其云計(jì)算客戶，使客戶能夠在廣泛的應(yīng)用和云服務(wù)中針對(duì)性能、能效、成本和敏捷性進(jìn)行調(diào)優(yōu)。

由于所有基于 Axion 的實(shí)例均運(yùn)行在 Neoverse 平臺(tái)上，客戶可以直接使用 Arm 成熟的云原生軟件生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)支持現(xiàn)代容器編排、可觀測(cè)性、CI/CD 流水線和 AI/ML 框架等。結(jié)合 Google 的開發(fā)者工具，客戶能夠?qū)崿F(xiàn)更快的構(gòu)建速度、更智能的擴(kuò)容和更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

為進(jìn)一步加速 Google Axion 平臺(tái)的落地應(yīng)用，企業(yè)客戶可以參與 Arm 云遷移 (Arm Cloud Migration) 項(xiàng)目，獲取實(shí)操技術(shù)支持、遷移工具和最佳實(shí)踐。這些資源能幫助企業(yè)在云轉(zhuǎn)型過程中降低成本、提高性能，并實(shí)現(xiàn)更高的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。