云主机13年，AWS大杀器Nitro甩对手几条街！

如果问用户，使用最多的云资源是什么，得到的答案肯定是云主机，而一切云主机的源头，可以追溯到Amazon EC2（Amazon Elastic Compute Cloud）。 从AWS于2006年8月25日宣布 Amazon EC2进行有限公开测试，正式开启了云计算的宇宙，拉开云计算商用的序幕，至今已经整整十三年了！

一、Amazon EC2 在广度和深度上达到前所未有的高度

刚推出的时候，Amazon EC2使用Xen虚拟化。2017年11月6日，AWS宣布新的基于KVM的C5系列实例，称为Nitro，2017年11月28日，AWS宣布推出裸机实例。

1. Amazon EC2支持芯片的类型广泛

目前，Amazon EC2在芯片上支持以下类型：

• 英特尔专为Amazon EC2定制的Skylake处理器

• 英伟达GPU处理器

• AMD EPYC处理器

• AWS自研的Gravition ARM处理器。

芯片这里特别强调两点：

• EC2 C5用的是 Intel Xeon Platinum 8124M (Skylake)处理器，18核，主频3.0/ 睿频3.5 ，而其他友商对应实例，往往用的是Intel Xeon Platinum 8163(Skylake) 24核，主频2.5/ 睿频2.9。

• AMD实例是AWS独有的，所以新发布的基于AMD EPYC 处理器的EC2 M5a/R5a实例，性价比优势特别突出。

2. Amazon EC2实例类型超过185种

按照用途，分为以下实例类型， 可选择实例种类超过了185种 ：

• 通用型： A1（Arm生态），T3，T2，M5，M5a（AMD处理器），M4，T3a

• 计算优化型： C5，C5n（100Gbps网络），C4

• 内存优化型： R5，R5a，R4，X1e，X1，内存增强型（大型内存数据），z1d（4.0GHz核心频率）

• 加速计算： P3（ NVIDIA Tesla V100 GPU ），P2（ NVIDIA K80 GPU ），G3（ NVIDIA Tesla M60 GPU ），F1（FPGA）

• 存储优化： H1，I3 (NVMe SSD），I3en (NVMe SSD），D2

3. Amazon EC2形成了完整成熟的体系

Amazon EC2在存储、网络、安全、监控方面形成了完整的体系：

4. Amazon EC2拥有灵活的计费方式

在计费方面形成灵活的多种可选的方式：

• 免费： 新注册用户，享受免费套餐包括为期一年、每月 750 小时 Linux 和 Windows t2.micro 实例的使用时间。

• 按需： 可以根据运行的实例以按小时或按分钟的方式付费。

• Spot 实例（竞价实例）： 以竞价方式 请求 Amazon EC2 备用计算容量。 与按需价格相比，折扣高达90％。作为平衡，Amazon EC2在这些实例上不提供SLA，并且客户承担在Amazon需要回收容量时仅通过两分钟通知就可以中断的风险。

• 预留实例： 预留实例使EC2服务用户可以保留一年或三年的实例。该实例的相应小时费率比按需实例收取的费率低35-75％。

• 专用实例： 在单一客户专用硬件上的 Virtual Private Cloud (VPC) 中运行的 Amazon EC2 实例。

• 专用主机： 专供使用的物理 Amazon EC2 服务器。

综上所述，可以看出， 经过十三年的发展，Amazon EC2在广度和深度上已经越过层层高峰，达到前所未有的高度。更可怕的是，Amazon 还推出了EC2性能方面的杀手级武器：Nitro！

二、Nitro-AWS通过高性价比号令天下的屠龙刀

金庸先生在《倚天屠龙记》中记载，郭靖和黄蓉在“屠龙刀”和“倚天剑”中分别藏入《九阴真经》、《降龙十八掌》和《武穆遗书》。但是，几十年来，虽然江湖流传“屠龙宝刀、号令天下、倚天不出，谁与争锋”的传言，但是没有人知道倚天屠龙的密码，像谢逊拥有屠龙宝刀很多年，也参不透屠龙刀的秘密，最后终于张无忌因缘际会才知道了秘密，拿到了旷世的武功和兵法秘籍。

而今天，AWS厚积薄发，参透了虚拟化性能方面的秘密：虚拟化Hypervisor加硬件定制化，即Nitro架构。让基础架构的性能得到飞速的提升，可以说 Nitro为速度而生。

AWS方面最初于2017年的re: Invent用户大会上公布了关于Nitro项目的细节信息。

Nitro架构由轻量级的Hypervisor，定制的Nitro卡，定制的Nitro芯片组成。

1.  Nitro Hypervisor介绍

Amazon EC2业务首席工程师Anthony Liguori表示，Nitro基于Linux KVM技术但并不包含通用型操作系统组件。 Nitro Hypervisor主要负责为EC2实例提供CPU与内存隔离能力，Nitro Hypervisor 取消了主机系统软件组件，从而为EC2虚拟化实例提供更出色的性能一致性，同时提升可用计算与内存资源。 Nitro使 提供更为可观实例规模（例如c5.18xlarge）成为可能，使几乎所有服务器资源都可供客户直接使用。在硬件的支持之下，Nitro Hypervisor 体积得到良好控制，且不涉及任何与网络及数据存储相关的处理任务。

2.  Nitro卡和芯片介绍

Nitro卡可以分为为VPC、EBS、实例存储定制的卡，芯片主要是控制芯片和为安全定制的芯片。

Nitro卡在数量上 最高可支持27个PCI设备。举例来说，如果额外向某一使用Nitro Hypervisor 的实例中接入3个网络端口，则可向该实例中再接入24个EBS存储卷。Nitro卡和芯片的主要作用是将以前Hypervisor的 软件功能下沉到硬件，从而获得更好的性能：

• 面向VPC定制的Nitro卡： 支持网络数据包的封装和解封，实现安全组，提供路由功能；

• 面向EBS定制的Nitro卡： 支持本地NVMe设备，远程存储同样以NVMe设备的形式实现，而且支持裸机；

• 面向存储定制的Nitro卡： 同样以NVMe（PCIe非易失性内存）的形式实现，专门面向本地EC2实例 存储；

• Nitro卡控制器： 负责协调所有其它Nitro卡、服务器管理程序以及Nitro安全芯片。

• Nitro安全芯片： 能够涵盖从I/O到非易失性存储的所有保护对象，包括BIOS、各类I/O设备固件以及服务器上的任何其它控制器固件。

3. Nitro使用介绍

Nitro使用是透明的，用户几乎不需要做任何改变，具体如下：

• 在API层面， 所有用于同EC2实例交互的公开API都将保持不变，AWS已经做了良好的兼容和适配。

• 在镜像层面， 最新的Amazon Linux AMI与Windows AMI也都在支持范畴之内，还包括最新的Ubuntu、Debian、红帽企业Linux、SUSE企业Linux、CentOS以及FreeBSD的AMI等等。如果是用户自定义镜像，要充分发挥性能优势，需要更新下驱动。

• 在用户应用层面， 绝大部分应用不需要任何修改就可以享受Nitro的性能优势。

简单一句话总结就是， 要使用Nitro，直接申请使用C5、R5系列实例就可以，用户几乎不需要做任何改变。

三、三招“压榨”Amazon EC2，让用户充分得到实惠

Amazon EC2虽然不断的在提高性价比，但是用户的需求是没有止尽的，下面分享三个小技巧，充分利用EC2资源，节省用户的成本。

1. 尽量使用新一代EC2， 比如前面介绍的使用Nitro架构的C5、R5系列实例， C5提供了 EC2 产品系列中最佳的价格/计算性能比，与 C4 实例相比， 价格/性能比提高了 49%。  与 R4 实例相比，R5 实例为 每个 vCPU 提供额外 5% 的内存，且每 GiB 价格低 50%。 R5 实例非常适用于高性能数据库、分布式内存缓存、内存数据库和大数据分析等应用程序。更进一步， Amazon独有的基于AMD的 EC2 M5a/R5a实例，价格又比相应的 M5/R5实例 低10%，性价比更高。 特别说明下，C5、R5、M5系列实例目前在全世界和AWS 中国（北京）区域（由光环新网运营）和 AWS 中国（宁夏）区域（由西云数据运营）提供， 用户已经可以开始使用了。

2. EC2价格和地域、付费方式都有关系， 如果能够充分调研，可以节省不少费用，因为EC2得到广泛使用，有一些专门协助评估EC2费用的网站，可以使用这些网站协助评估。

3. 加强自动化和监控， 如果能及时的识别不再用的资源，或者降低资源利用率云主机的配置，可以显著节省费用，但是如果EC2使用规模比较大，人工整理相关资料基本不可能。AWS提供了丰富的 工具 和API，可以充分利用AWS的工具，或者利用API和自己已有工具对接，通过监控获取数据，通过自动化的方法开启或者关闭云主机、 根据需要 降低或者升级云主机配置，则可以达到充分利用云资源的目标，还可以进一步提升基础架构的敏捷性。

四、总结：AWS一直被模仿，从未被超越

从2006年推出云计算服务以来，AWS的市场份额一直稳居第一，在技术上也是一直被模仿，从未被超越。AWS一直坚持高性价比策略，在过去十年， AWS 已经连续降价70多次，不断的让用户享受到实惠，让竞争对手感到压力。 现在，AWS推出的Nitro，又让高性价比再上一个台阶。最后，提醒下， 别忘了，是AWS开启了云计算宇宙，让我们享受到云计算的便捷，AWS的努力值得尊敬！

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