在過去的十年里，云計算極大地推動了創新和創業的步伐，為各行各業帶來了前所未有的便利。展望未來十年，生成式 AI 將引領我們共同重塑各行各業的格局。在這個特殊的時間點，What Will You Build?

在生成式 AI 時代，技術架構的演進趨勢有哪些新的特點？在近日舉辦的 2024 亞馬遜云科技中國峰會現場，亞馬遜云科技大中華區解決方案架構總經理代聞以橋梁為比喻，深入探討了亞馬遜云科技在技術架構演進過程中的創新實踐。

亞馬遜云科技大中華區解決方案架構總經理代聞

代聞表示，橋梁的建造與發展離不開基礎材料、建筑架構和多元化需求的協同作用，而技術的發展往往也是如此。他強調，技術架構演進過程中，有三個不變的主題需求，包括基礎組件能力，架構體系創新和多元技術融合。我們應該看清變化的技術和不變的需求，積極推進架構演進，連接未來的想象。

基礎組件能力決定架構設計

在架構設計的世界里，基礎組件的能力往往決定了整個架構的穩固性和擴展性。特別是在云計算領域，這種影響尤為顯著。云計算最基礎的組件是由計算、存儲和網絡構成，而在這三者中，計算無疑是最為核心的組件，承載著數據處理、運行應用等關鍵任務。

當我們談及云計算的計算組件時，不得不提的是亞馬遜云科技Amazon Nitro 系統。自 2006 年亞馬遜云科技推出第一臺 EC2 以來，經過 11 年的努力，其 EC2 種類從單一的 1 種拓展至 70 種。而在隨后的 6 年里，即從 2017 年至 2023 年，EC2 的種類更是迅猛增長到 750種，這一成就的背后離不開 Nitro 系統的強大支持。

2017 年，亞馬遜云科技推出了 Nitro 虛擬化平臺，將安全、管理和監控功能卸載至硬件層面，實現了主機算力近乎 100% 的客戶供給，并極大地增強了虛擬化安全性。更為重要的是，Nitro 系統實現了虛擬化平臺與服務器選擇的解耦，使得底層的虛擬化技術創新與上層的服務器種類發展能夠并行不悖。如今，亞馬遜云科技已經發布了五代 Nitro 芯片，持續在網絡性能、存儲性能和安全加固等方面取得突破，為用戶帶來了更低的延遲、更高的吞吐量和每秒處理更多數據包的能力。

Nitro 系統不僅帶來計算能力的增強，還顯著提升了網絡性能。最新的 Nitro 系統支持高達30Mpps 的包轉發率，即每秒處理三千萬個數據包。同時，亞馬遜云科技還開發了 SRD（Scalable Reliable Datagram）網絡傳輸協議和 SIDR（Scalable Intent Driven Routing）數據中心路由協議，以最大化利用網絡帶寬并實現亞秒級的路由收斂，從而進一步擴大了數據中心網絡的規模。基于 Nitro 創新帶來的網絡性能提升，結合新的數據傳輸協議和路由協議，亞馬遜云科技成功建成了 UltraCluster 超大規模數據中心網絡，支持 GPU 實例數量高達兩萬臺，如果使用亞馬遜自研的機器學習訓練 Trn1 實例，甚至可以擴展到三萬個 Trainium 加速器。

在存儲方面，Nitro 平臺同樣表現出色。它支持單個虛擬機的最大 IOPS 達到 400K，存儲帶寬高達 100Gbps。此外，亞馬遜云科技還重寫了主機和閃存之間的閃存轉換層算法，并將其運行在 Nitro 系統的一塊芯片上，從而將 SSD 訪問延遲降低了 60%，抖動減少了 75%。

當然，在云計算環境中，安全性始終是重中之重。亞馬遜云科技的 Nitro Enclaves 提供了一個隔離的敏感數據處理環境，允許客戶為自己的實例帶來額外的隔離，并只能通過安全的本地渠道進行訪問，從而確保了客戶數據和應用的安全性。

架構體系創新拓展核心能力

在數字化浪潮的推動下，架構體系的創新已成為企業提升核心競爭力的關鍵。這種創新主要聚焦于韌性和彈性與效率兩方面，它們是企業在復雜環境中持續發展的堅實基石。

首先，韌性是架構體系創新不可或缺的一環。與橋梁需應對天災人禍相似，技術架構也需應對不可控的外部風險和管理不善導致的內部風險。以 Amazon IAM 為例，它通過控制平面與數據平面的分離設計，確保了服務的穩定運行，即使在極端情況下也能保持服務不中斷。此外，Amazon IAM 在每個區域的數據平面都采用了單元架構，實現了高可用性和故障隔離，這種設計理念在亞馬遜云科技的多個核心服務，如 Amazon EC2、Amazon EBS、Amazon Aurora 等中均有所體現。

其次，彈性與效率是架構體系創新的另一重要方向。彈性意味著系統能夠迅速響應需求變化，通過快速擴展或縮減資源來應對不同負載場景。而效率則側重于最大化資源利用率，減少浪費，提升整體性能。在這方面，亞馬遜云科技推出了多項創新技術，如 Firecracker 輕量級虛擬化技術、Amazon Lambda SnapStart 快速啟動功能以及 Caspian 智能資源調度系統。

Firecracker 基于 KVM 構建微虛擬機，能在極短時間內啟動完全隔離的虛擬機，并通過多層隔離和保護機制支持多租戶環境。其簡約設計減少了攻擊面，確保了系統的安全性。

Amazon Lambda SnapStart 則利用 Firecracker 的快照功能，對已初始化環境的內存和磁盤狀態進行緩存，并在函數調用時從緩存中恢復，從而顯著提高了啟動速度。在使用 Lambda SnapStart 后，函數的冷啟動速度能提升 10 倍，且無需修改任何代碼。

在 Serverless 數據庫領域，亞馬遜云科技的 Caspian 技術實現了內存的高效共享和彈性管理。通過融合虛擬化管理、熱管理計劃和數據庫引擎特性改寫，Caspian 允許多個數據庫共享同一物理機的全部內存，但每個數據庫實際使用的內存僅限于其申請的大小。當物理機內存不足時，Caspian 能智能地將數據庫實例遷移至其他物理機并擴容內存，確保 Serverless數據庫的流暢運行和高效彈性。

多元技術融合驅動架構創新

隨著現代應用對智能體驗、可持續發展和合規等多元化需求的日益增長，應用架構的創新變得至關重要。多元技術融合，作為推動架構創新的關鍵動力，通過整合不同技術領域的優勢，為構建更高效、更智能的解決方案提供了可能。

為滿足企業多元化的需求，亞馬遜云科技精心打造了一系列數據服務，涵蓋關系型數據庫、非關系型數據庫、數據倉庫，以及批式和流式的數據采集與分析服務。這些服務不僅滿足了企業多樣化的數據處理需求，還為企業提供了強大的數據支持。

值得一提的是，Zero-ETL 技術的出現進一步簡化了數據處理流程，顯著提高了數據處理的效率和準確性。亞馬遜云科技已經推出了 6 項 Zero-ETL 能力，助力客戶輕松實現數據同步和分析，從而提高業務效率和洞察力。

此外，優良架構體系（Well-Architected Framework）作為一套經過實踐驗證的架構設計方法，為企業提供了全面的架構評估和優化工具。該框架覆蓋了安全性、可靠性、性能效率、成本效益和可持續性等多個方面，指導企業構建出健壯、靈活且高效的架構體系，以應對不斷變化的業務需求和市場環境。

結語

作為云計算領域的領軍者，亞馬遜云科技始終秉持著創新的精神，不斷推動著技術架構的演進和行業的變革。在亞馬遜云科技發展的 18 年來，亞馬遜云科技不僅展示了其強大的技術實力，更體現了對未來發展的深刻洞察和堅定追求。

正如代聞所言，亞馬遜云科技正是通過不斷優化基礎組件、創新架構體系以及融合多元技術，實現了對云計算性能、安全性和可靠性的全面提升，為用戶帶來了前所未有的體驗和價值。

相信，在生成式 AI 時代下，亞馬遜云科技將繼續秉承創新精神，不斷推動技術架構的演進，以更加智能、高效、安全的服務，助力各行各業實現數字化轉型和升級。