ثورة في الحوسبة السحابية: AWS تطلق معالجات Graviton5 ونسخ M9g

يؤدي الانتقال من تصميم Graviton4 ثنائي المقبس إلى تصميم Graviton5 أحادي الشريحة إلى إزالة أعباء الاتصال بين المقابس بالكامل. بالنسبة لأحمال العمل التي تمتد عبر أنوية عديدة — مثل خطوط الاستدلال في الوقت الفعلي، وقواعد البيانات في الذاكرة، أو أساطيل الخدمات المصغرة واسعة النطاق — يمكن أن يؤدي تقليل زمن الوصول وحده إلى مكاسب قابلة للقياس في الإنتاجية قبل النظر في أي تحسينات على مستوى التعليمات لكل دورة (IPC).

مكاسب الأداء مقارنة بـ Graviton4 (M8g)

التحسينات المعلنة من AWS متسقة عبر المصادر الرسمية وتحليلات الأطراف الثالثة واختبارات العملاء الأدائية:

الحوسبة والإنتاجية:

• أداء حوسبة عام أفضل بنسبة تصل إلى 25% مقارنة بـ M8g .
• خدمة تطبيقات الويب أسرع بنسبة تصل إلى 35% .
• استدلال تعلم الآلة على وحدة المعالجة المركزية أسرع بنسبة تصل إلى 35% .
• أحمال عمل قواعد البيانات أسرع بنسبة تصل إلى 30% .

الإدخال/الإخراج وعرض النطاق الترددي:

• عرض النطاق الترددي للشبكة: أعلى عبر جميع أحجام النسخ؛ يمكن لأكبر الأحجام مضاعفة إنتاجية الشبكة مقارنة بنسخ M8g المكافئة .
• عرض النطاق الترددي لـ EBS: أعلى بحوالي 20% في المتوسط، حيث تشهد النسخ الأكبر مرة أخرى أكبر المكاسب النسبية .

نتائج العملاء على أرض الواقع:

• لاحظت ClickHouse تعزيزًا في الأداء بنسبة 36% مقارنة بـ M8g دون أي تغييرات في الكود .
• قاست Honeycomb إنتاجية أفضل بنسبة 36% لكل نواة مقارنة بـ Graviton4 خلال اختبار A/B لمدة ستة أشهر لأحمال عمل المراقبة الإنتاجية .
• قامت HubSpot بنشر M9g لقواعد بيانات MySQL وشهدت انخفاض مدة الاستعلام بنسبة وصلت إلى 60% .

تتوافق هذه الأرقام مع التغييرات المعمارية. تقلل السعة الأكبر بـ 5 أضعاف لذاكرة الكاش L3 من عمليات الوصول المكلفة إلى ذاكرة DRAM، خاصة لأحمال عمل قواعد البيانات والتحليلات التي تتجول في مساحات عمل كبيرة. تزيل ذاكرة DDR5-8800 الأسرع وواجهة PCIe Gen 6 اختناقات عرض النطاق الترددي التي كانت تحد من الإنتاجية في الأجيال السابقة. ويقلل الانتقال إلى تصميم أحادي الشريحة من ضريبة زمن الوصول التي تدفعها التطبيقات الموسعة على معماريات NUMA.

النسخة M9gd: تخزين NVMe SSD محلي

لأحمال العمل التي تحتاج إلى تخزين مؤقت عالي السرعة متصل مباشرة بالنسخة، تقدم AWS النسخة M9gd. تضيف هذه النسخ تخزينًا محليًا من نوع NVMe SSD فوق منصة حوسبة Graviton5 نفسها، مما يوفر ما يصل إلى 11.4 تيرابايت من سعة NVMe SSD المحلية مع عمليات إدخال/إخراج في الثانية (IOPS) أعلى بنسبة 30% من عروض التخزين المحلي للجيل السابق .

تستهدف النسخة M9gd أحمال عمل مثل أساطيل التخزين المؤقت واسعة النطاق، وخطوط معالجة السجلات، ومحركات التحليلات الفورية حيث يؤثر إبقاء البيانات قريبة قدر الإمكان من وحدة المعالجة المركزية بشكل مباشر على زمن وصول الاستعلام والإنتاجية. إن الجمع بين الأنوية الأسرع، وزمن الوصول الأقل بين الأنوية، وعمليات الإدخال/الإخراج الأعلى للتخزين المحلي يجعل M9gd خيارًا طبيعيًا لأي حمل عمل يستفيد من تقليص الفجوة بين التخزين والحوسبة.

موقعه لأحمال عمل 'الذكاء الاصطناعي الوكيل' (Agentic AI)

أحد أبرز التحولات في التموضع مع Graviton5 هو استهداف AWS الصريح لـ أحمال عمل الذكاء الاصطناعي الوكيل (Agentic AI) — وهي الأنظمة التي تؤدي الاستدلال الفوري، وتوليد الأكواد، وتنسيق المهام متعددة الخطوات باستخدام نماذج لغوية كبيرة وتقنيات ذكاء اصطناعي توليدية أخرى .

بينما تهيمن نسخ GPU ومسرعات الأجهزة على نقاش التدريب والاستدلال بالدفعات الكبيرة، يخلق الذكاء الاصطناعي الوكيل على نطاق واسع نمط حوسبة مختلفًا: عمل مستمر عالي الإنتاجية لوحدة المعالجة المركزية يتناوب بين خطوات استدلال النموذج ومنطق التنسيق، مع ميزانيات صارمة لزمن الوصول للتفاعلات متعددة الأدوار. تجادل AWS بأن زمن الوصول الأقل بنسبة 33% بين الأنوية، والكاش الأكبر بـ 5 أضعاف، وعدد الأنوية العالي لكل نسخة يجعل Graviton5 مناسبًا تمامًا لهذه الأحمال عندما تحتاج إلى العمل على نطاق إنتاجي دون التكاليف الاقتصادية لوحدات GPU .

محرك العزل Nitro: أول هايبرفايزر سحابي مُثبت رسميًا

بعيدًا عن الأداء الخام، فإن الإضافة الأكثر أهمية تقنيًا لمنصة Graviton5 هي محرك العزل Nitro، وهو مكون جديد من الجيل السادس لنظام AWS Nitro .

مُطبق بلغة Rust، فإن محرك العزل Nitro هو مكون هايبرفايزر بسيط ومبني لغرض محدد وهو مسؤول عن فرض العزل بين الأجهزة الافتراضية المتشاركة في الاستضافة . ما يميزه عن أي هايبرفايزر إنتاجي آخر هو التحقق الرسمي: أنتجت AWS براهين قابلة للفحص الآلي باستخدام مساعد البراهين Isabelle والتي تثبت رياضيًا :

• سلامة الذاكرة وغياب أخطاء وقت التشغيل.
• الصحة الوظيفية (تطابق التطبيق مع مواصفاته).
• التحكم في تدفق المعلومات (عدم وجود تسرب بين حالات الأجهزة الافتراضية).

من الناحية العملية، يعني هذا أن AWS يمكنها تقديم يقين رياضي بأن أحمال عمل أحد العملاء لا يمكنها الوصول إلى بيانات عميل آخر أو التدخل في تنفيذها، وأن مشغلي AWS يخضعون لنفس حدود العزل . التزمت AWS بإتاحة تطبيق محرك العزل Nitro والبراهين المقابلة له لمراجعة العملاء .

يتم تمكين المحرك افتراضيًا على نسخ M9g . يمثل هذا تحولاً في ضمان الأمن السحابي: من الضوابط التشغيلية وسرديات التدقيق نحو ضمانات قابلة للفحص الآلي حول طبقة العزل الأساسية.

المتبنون الأوائل والنظام البيئي

يشمل المتبنون الأوائل وشركاء الاختبارات الأدائية المذكورون بالاسم Meta، و Snowflake، و Uber، و Honeycomb، و SAP، و Atlassian، و ClickHouse، إلى جانب HubSpot وغيرهم ممن تم تحديدهم من خلال إفصاحات بيانات الأداء .

تمتد النتائج التي أبلغ عنها العملاء عبر فئات متعددة من أحمال العمل:

• قواعد البيانات: أبلغت Snowflake عن مكاسب في الأداء بنسبة 20-60% على Graviton4 وتتوسع الآن إلى Graviton5 ؛ وشهدت HubSpot انخفاضًا في مدة استعلام MySQL بنسبة تصل إلى 60% على M9g .
• المراقبة (Observability): حققت Honeycomb إنتاجية أفضل بنسبة 36% لكل نواة مقارنة بـ Graviton4 .
• التحليلات: لاحظت ClickHouse تحسنًا في الاستعلام بنسبة 25-30% على Graviton4 و 36% على Graviton5 .
• خدمة التطبيقات: أسفر انتقال Atlassian لتطبيقي Jira و Confluence إلى Graviton4 عن زيادة بنسبة 30% في الإنتاجية وانخفاض بنسبة 25% في التكاليف .

تعكس هذه النتائج أنماطًا مرئية عبر منحنى اعتماد Graviton: تشهد معظم أحمال العمل تحسينات فورية في الأداء مع تغييرات برمجية معدومة أو قليلة عند الانتقال من x86 إلى Arm، وتتراكم المكاسب عبر الأجيال مع تحسن السيليكون .

ماذا يعني هذا في السياق العام

يصل Graviton5 في لحظة انتقلت فيها رقاقات الخوادم القائمة على Arm من بديل لتحسين التكلفة إلى خيار أداء رئيسي. أكثر من نصف سعة وحدة المعالجة المركزية الجديدة في AWS تعمل على Graviton خلال السنوات الثلاث الماضية، و 98% من أفضل 1000 عميل لـ EC2 يستخدمون بالفعل نسخًا قائمة على Graviton .

مع شريحة أحادية تدمج 192 نواة بتقنية 3 نانومتر، ودعم PCIe Gen 6، وذاكرة DDR5-8800، وإضافة عزل حمل العمل المُثبت رسميًا، يرفع Graviton5 السقف ليس فقط لفئات نسخ AWS نفسها ولكن لما يمكن للعملاء توقعه بشكل معقول من الحوسبة السحابية الأصلية: الأداء، وكفاءة الطاقة، وضمانات أمنية مدعومة بإثبات رياضي بدلاً من الوعود التشغيلية.

يعني التوفر العام لنسخ M9g و M9gd أن هذه القدرات أصبحت الآن متاحة عبر مسارات اعتماد EC2 القياسية، مع توقع أن تتبعها نسخ C9g المحسّنة للحوسبة و R9g المحسّنة للذاكرة .