解密 Google Axion：為 AI 時代而生的 Arm 架構客製處理器
瞭解晶片創新如何協助企業和開發人員部署可擴展的、高效能雲端原生和 AI 應用
作者：Arm 基礎設施事業部伺服器生態系開發總監 Bhumik Patel
雲端運算需求在人工智慧 （AI） 時代的爆發式成長，推動開發人員尋求效能最佳化且高效率的解決方案，以降低總擁有成本 （TCO）。Arm 致力於透過 Arm Neoverse 平台滿足產業不斷變化的需求，Neoverse 也正因此迅速成為開發人員用來建構未來的雲端基礎設施的首選運算平台。
Google Cloud 攜手 Arm，設計了針對實際效能進行調校的客製晶片。做為其首款基於 Neoverse 平台的客製 CPU，Google Axion 的效能優於傳統處理器，並具有更出色的效能、效率與擴展性。雙方的合作為開發人員帶來更佳選擇，且共同推動了雲端運算創新。
在 Google Cloud 客戶端及其內部均備受青睞
Axion 處理器係基於 Arm Neoverse V2 平台建構，可為各種工作負載提供卓越效能和能源效率，包括雲端原生應用、要求嚴格的 AI 模型以及大量 Google Cloud 服務，例如 Compute Engine、Google Kubernetes Engine（GKE）、Batch、Dataproc 、Dataflow，以及目前處於預覽階段的 AlloyDB 和 Cloud SQL。
從內容串流媒體到企業級數據服務，各產業的企業都在使用基於 Arm 架構的 Google Axion 處理器，並在運算效率、可擴展性和 TCO 方面帶來顯著的改進。ClickHouse、Dailymotion、Databricks、Elastic、loveholidays、MongoDB、Palo Alto Networks、Paramount Global、Redis Labs 和 Starburst 等 Google Cloud 的客戶都已獲得變革性的成果。例如，Spotify 透過使用基於 Axion 的 C4A 虛擬機器，使其效能提高約 250%。
突破效能侷限
Google Axion 處理器在 AI 推論工作負載和通用運算方面均有出色表現。針對 AI 推論，Axion 的特定運算最佳化方面可顯著提高效能，使 AI 工作負載能夠更快、更高效率地運行。自然語言處理、電腦視覺和推薦系統等應用均可因此受惠。AI 開發人員可運用 Arm Kleidi 的優勢，這是一組輕量、高效能的開源函式庫。Kleidi 透過與當前最普遍的框架組成，使得開發人員無需額外的開發工作，即可顯著提升在 Arm 平台上運行的 AI 應用程式的效能。
Axion 處理器運用 Arm 平台的先進架構功能，使開發人員能夠在不犧牲速度或效能的情況下，規模化地部署複雜的 AI 模型。
例如，與基於 x86 架構的方案相比，針對 Axion 的 MLPerf DLRMv2 基準測試的全精度效能提高三倍，展示其在推薦系統中的卓越能力。許多用戶更青睞 FP32 精度，以避免因採用 INT8 等低精度格式而導致的準確性問題，進而減少因這類問題引起的銷售損失、客戶滿意度降低以及品牌聲譽受損。
另一個範例是，AI 聊天機器人有時會提供過時或不準確的答案，檢索增強生成 (RAG) 方法提供功能強大的解決方案以提高其準確性和相關性。測試顯示，與 x86 架構方案相比，當 RAG 應用在 Axion 處理器上運行時，其效能可最高提升 2.5 倍。
從下圖可看到，Axion 處理器使通用工作負載實現顯著的效能提升。透過最佳化高輸送量和低延遲，Axion 處理器實現更快的應用回應時間、強化使用者體驗，並提高資源利用率，是 Web 伺服器、資料庫、分析和容器化微服務的理想選擇。
同時，受惠於基於 Axion 的 C4A 虛擬機器將原生 Neoverse 核心的效能與每個 vCPU 的充足記憶體頻寬相結合，其特別適用於高效能運算（HPC）工作負載。HPC 開發人員可充分利用 Neoverse 平台上提供的開源及商用科學運算應用和框架的豐富生態系，包括 Arm Compiler for Linux 和 Arm Performance Libraries。Arm 在產業標準的碰撞和衝擊模擬應用 Altair® OpenRadioss™ 上的測試顯示，在基於 Axion 的 C4A 虛擬機器上運行具有顯著的效能優勢。
加速雲端遷移進程
為了支援和加速開發人員在雲端採用 Arm 架構，Arm 近期發佈全面的雲端遷移資源。其核心是新的 Cloud Migration Resource Hub（雲端遷移資源中心），其中涵蓋了超過 100 個詳細的 Learning Path 資源，以指導開發人員如何跨多個平台無縫遷移常見工作負載。同時，支援 Axion 的獨立軟體廠商（ISV）也不斷增加，包括 Applause、Couchbase、Honeycomb、IBM Instana Observability、Verve 和 Viant 等知名企業。Arm Software Ecosystem Dashboard 可以讓開發人員更容易瞭解適用於 Neoverse 平台的主要開源和商用軟體的可用版本和推薦版本。並在一開始發展軟體時，便能確保軟體的相容性和平穩運行。
這些資源使有興趣採用或遷移到基於 Axion 的 C4A 虛擬機器的開發人員能夠獲得 Arm 的社群支援，例如專為遷移而設的 GitHub 程式碼倉庫等。Arm 的雲端遷移專家還可提供直接的工程協助和特定的支援，尤其是針對於企業級遷移，以便協助遷移專案順利且成功的過渡到基於 Axion 的解決方案。
最後，Google Cloud 推出 Axion 處理器的目標是為其客戶提供更多樣化、更高效能的運算選擇。受惠於 Arm 架構和 Google 的客製晶片設計，Axion 可為從要求嚴格的 AI 推論和 HPC 應用，到通用的和雲端原生服務等各種工作負載提供卓越效能和效率，透過與 Arm 的雲端遷移資源和強大的軟體生態系相結合，全方位協助開發人員在 Arm 平台上建構運算的未來！
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關於 Arm
Arm 是業界效能最高且最節能的運算平台，其無可比擬的應用範疇觸及全球所有連網使用者。為因應全球對運算永無止境的需求，Arm 提供先進的解決方案，使全球領先的科技公司得以釋放前所未有的 AI 體驗與功能。透過與全球最大的運算生態系及 2,000 萬名軟體開發人員的共同努力，我們正在 Arm 平台上建構 AI 的未來。
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