Amazon Game Tech Night #13 AWS Graviton2のアップデートとはじめかた

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アマゾンウェブサービスジャパン合同会社
ソリューションアーキテクト
渡邉真太郎
Amazon Game Tech Night #23
AWS Graviton2 のアップデートとはじめかた

渡邉真太郎 / Shintaro Watanabe
アマゾンウェブサービスジャパン合同会社
技術統括本部ゲームエンターテイメントソリューション部
ソリューションアーキテクト
好きな AWS サービス
AWS Amplify, Amazon ECS, Amazon QuickSight
⾃⼰紹介

アジェンダ
• AWS Graviton2 概要
• AWS Graviton2 への移⾏ガイド
• AWS Graviton2 エコシステムの拡⼤
• AWS Graviton2 アップデート紹介
• AWS Graviton2 のはじめかた
• まとめ

AWS Graviton2 概要

AWS Graviton2 とは
• AWS が独⾃に設計・開発した Arm ベースの CPU
• 従来の x86 ベースインスタンスと⽐べて低コスト・⾼パフォーマンス
同⼀サイズのインスタンスと⽐較し
20%の低コスト
現⾏世代のインスタンスと⽐較し
最⼤40%良好な
コストパフォーマンス
同じインスタンスファミリの中で
最⼤の性能を提供
コストパフォーマンス

AWS Graviton2 搭載インスタンスの利点
コスト
• x86 系インスタンスの同サイズと⽐較した場合、約20% 安価
例︓m5.16xlarge: 3.968 USD/hour
m6g.16xlarge: 3.168 USD/hour
パフォーマンス
• x86 系インスタンスでは 2 vCPU = 1 物理コアだが、
Arm 系インスタンスは 1 vCPU = 1 物理コアであり、
同インスタンスサイズでは 2倍の物理コアが利⽤可能
例︓m5.16xlarge: 64 vCPU = 32 物理コア
m6g.16xlarge: 64 vCPU = 64 物理コア
• Web サーバ、コンテナ基盤、BigData 処理、HPC、機械学習等様々なベンチマークで
既存の x86 系インスタンスと⽐較して最⼤約40% のコストパフォーマンス向上

各種ベンチマーク結果(性能向上)の⼀例
100 100 100
144
124
143
40
60
80
100
120
140
160
S P E C I N T 2 0 1 7 ( E s t i m a t e ) N G I N X M E M C A C H E D
P
E
R
C
E
N
T
A
G
E

コストパフォーマンスの試算例 – C5.4xlarge 10台のGraviton化
$6,163.20
$4,930.56
$3,944.45
$2,958.34
$0.00
$1,000.00
$2,000.00
$3,000.00
$4,000.00
$5,000.00
$6,000.00
$7,000.00
C5.4xl *10 C6g.4xl *10 C6g.4xl *8 (20% Performance UP) C6g.2xl *12 (down size with reduce # of
instsance)
Monthly Cost
20%
36%
52%
①Graviton適用 ②20% Performance Up ③ Down Size

さらなるコスト最適化︓購⼊オプション
秒単位時間単位
⼤幅な
ディスカウント
優れた柔軟性
最⼤90%の値引き
中断あり
Graviton2 インスタンスでももちろん使えます

AWS Graviton2 搭載インスタンス利⽤時の注意点
x86 系インスタンスとはアーキテクチャが異なるため、
OS やアプリケーションの Graviton2(Arm) 対応が必要
• Arm 専⽤の AMI(Amazon Machine Image) からインスタンスを起動する
• Windows は未サポート(Linux 上で .NET Core は利⽤可能)
• x86 系インスタンスからのインスタンスタイプの変更は不可能
• ⾃作のアプリケーションやパッケージマネージャーで提供されていない
アプリケーションについては、コンパイルを⾏う必要がある
• Arm 未対応の商⽤アプリケーションは利⽤できない
移⾏ガイド、エコシステムの拡⼤で移⾏をサポート

AWS Graviton2 への移⾏ガイド

aws-graviton-getting-started
Graviton2 利⽤時にご確認いただきたいドキュメント
• 推奨コンパイルオプション
• OS サポート情報
• 各種アプリケーションでの
推奨バージョン、設定
• デバッグ・プロファイル
• 開発⾔語別の考慮事項
• コンテナベースのワークロード向け Tips
• TensorFlow のビルド
etc...
https://github.com/aws/aws-graviton-gettting-started

Graviton2 でコンテナを利⽤する場合
• Graviton2 上で Docker を利⽤することが可能
（イメージの作成・実⾏等）
• ただし、Image 内の実⾏ファイルは arm64 と
amd64 (x86_64) で互換性が無く、アーキテク
チャごとに Image を作成することとなる
• DockerHub では現在主要な Image について、
aarch64 向け Image が公開済み
• Elastic も Elasticsearch の aarch64 向け
公式イメージを提供
https://hub.docker.com/u/aarch64/

マルチアーキテクチャ対応 Docker Image 作成⽅法
• Docker の Manifest 機能を使⽤することで、単⼀のレポジトリで、
複数のアーキテクチャをホストする事が可能（Amazon ECR 対応済み）
• AWS CodeBuild では環境タイプで Arm を選択し、Arm 向けイメージを作成
• Docker の Experimental 機能である buildx サブコマンドにより、
QEMU を使⽤し amd64 環境でも Arm 向けイメージの作成が可能
https://aws.amazon.com/jp/blogs/containers/introducing-multi-architecture-container-images-for-amazon-ecr/

アプリケーションの Graviton2 移⾏対応
• アプリケーションが yum/apt などのパッケージマネージャから取得できる場合
• まずはパッケージマネージャからインストールを⾏い、評価を実施
• 要件を満たすパフォーマンスが得られない場合はソースコードからのコンパイルを検討
• C/C++ でアプリケーションが記述されている場合
• Arm 向けにコンパイルしなおす必要がある
• aws-graviton-getting-started 記載の推奨コンパイルオプションを使⽤
• Python や Ruby などのスクリプト⾔語や Java, .NET Core でアプリケーションが
記述されている場合
• 既に Arm 対応が含まれている⾔語バージョンが利⽤されていれば、
そのまま Arm 環境で実⾏する事が可能だが、パフォーマンステストは⾏う必要がある
• 実⾏環境のアップデートにより最適化・LSE 対応により性能が向上する場合も
• ⾼速化のためにネイティブバイナリが使⽤されているケースに注意

AWS Graviton2 エコシステムの拡⼤

オペレーティングシステムの対応状況
Red Hat Enterprise Linux
8.2+
SLES 15 SP2
18.04LTS, 20.04LTS
Amazon Linux 2
Debian
https://github.com/aws/aws-graviton-getting-started/blob/master/os.md

ソフトウェアエコシステムにおける Arm 対応の拡⼤
Jenkins
GitLab
GitHub Actions Travis CI
CircleCI
CrowdStrike Rapid7
Qualys Tenable
Snyk
Cassandra KeyDB MariaDB Memcached MongoDB MySQL PostreSQL Redis ScyllaDB
Chef Honeycomb
Datadog Dynatrace Terraform
New Relic Splunk
Trend Micro

コンテナ・サーバーレスの対応状況
Bottlerocket (Container OS)
(github.com/bottlerocket-os)
Firecracker (MicroVMs)
(github.com/firecracker-microvm)
Amazon Elastic Container Service
(Amazon ECS)
Amazon Elastic Container Service
for Kubernetes (Amazon EKS)
Docker Kubernetes
Amazon Elastic Container Registry
(Amazon ECR)

AWS サービスの Graviton2 対応状況
Amazon
ElastiCache
(Memcached, Redis)
Amazon RDS
(MySQL, MariaDB,
PostgreSQL)
Amazon EMR
(Hadoop, Spark)
Amazon
Aurora
Amazon ECS Amazon EKS
Amazon
OpenSearch
Service
AWS Lambda
Amazon GameLift
FleetIQ
Amazon ECS
+
AWS Fargate

開発ツール関連の対応状況
AWS
Marketplace
AWS
Systems
Manager
Amazon
CloudWatch
Amazon
Inspector
AWS
Batch
AWS
CodeBuild
AWS
CodeCommit
AWS
CodePipeline
AWS
CodeDeploy
Amazon Corretto
OpenJDK
AWS Fluent Bit
AWS
Command Line
Interface
AWS EC2
Image
Builder
AWS Auto
Scaling
(Mixed-arch)
AWS X-Ray

AWS Graviton2 アップデート紹介

AWS Lambda の Graviton2 対応
AWS Lambda で Arm/Graviton2 プロセッサ上で関数を実⾏可能に
• x86 と⽐較して20%低いコスト、最⼤19%優れたパフォーマンスを実現
• Graviton2 プロセッサに組み込まれたパフォーマンスとセキュリティの恩恵を受けられる
• マルチスレッドとマルチプロセッシングを使⽤するワークロード
• 多数の I/O 操作を実⾏するワークロード
• x86 アーキテクチャ固有のバイナリが含まれない場合はそのまま Arm アーキテクチャに変更
注意点
• 使⽤する関数パッケージに x86 固有のバイナリが含まれる場合は Arm 向けに再ビルドが必要
• コンテナイメージとしてパッケージ化された関数はアーキテクチャに合わせて再ビルドが必要
https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/aws-lambda-functions-powered-by-aws-graviton2-processor-run-your-functions-on-arm-and-get-up-to-34-better-price-performance/

AWS Fargate の AWS Graviton2 対応
Amazon ECS + AWS Fargate の Graviton2 対応を発表
• AWS Fargate はコンテナ⽤のサーバーレスコンピューティングエンジン
• Amazon ECS を介して AWS Fargate でコンテナ化されたアプリケーションを実⾏する場合は
実⾏環境として Graviton2 搭載のコンピューティング環境を選択可能

Amazon GameLift FleetIQ における Graviton2 のサポート
Amazon GameLift FleetIQ のゲームサーバーグループ設定で
AWS Graviton2 プロセッサ搭載インスタンスを可能に
• c6g, m6g, r6g インスタンスファミリーが対象
https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/now-available-new-asia-pacific-osaka-region-and-graviton2-support-for-amazon-gamelift/

AWS Graviton2 EC2 インスタンスで動作する
Unreal Engine 4 専⽤サーバーを作成する
AWS ブログで Unreal Engine 4 で構築された専⽤ゲームサーバーを
Arm 向けにコンパイルし、Graviton2 インスタンスで実⾏する⼿順をご紹介
AWS Blog :
「AWS Graviton EC2 インスタンスで動作する Unreal Engine 4 専⽤サーバーを作成する」
https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/compiling-unreal-engine-4-dedicated-servers-for-aws-graviton-ec2-instances/
必要なもの︓
• 専⽤ GPU を搭載した Windows 10 ワークステーション
• Visual Studio

AWS Graviton2 のはじめかた

Step.1 依存関係の調査
https://docs.aws.amazon.com/whitepapers/latest/aws-graviton2-for-isv/planning-your-transition.html

Step.2 対応状況・バージョンの確認
https://github.com/aws/aws-graviton-getting-started/blob/main/os.md
https://github.com/aws/aws-graviton-getting-started#recent-
software-updates-relevant-to-graviton

Step.3 テスト︕
• Arm64 AMI から Graviton2 インスタンスを起動
• Graviton2 インスタンスに必要なパッケージを
インストールし Custom AMI を作成
• CloudFormation や Ansible で⾃動化していると簡単
• アプリケーションの動作テスト
• CI/CD や⾃動テスト、E2E テストの仕組みが
既にあると簡単
• アプリケーションの性能テスト
• Jmeter クラスタなど負荷テスト環境が既にあると簡単

Step.4 本番環境への投⼊
• 既存のインスタンスを Graviton2 インスタンスへ⼊れ替え
• 負荷状況を⾒てインスタンス数の削減やダウンサイズを⾏う
• 安定的な運⽤に必要なインスタンス数の⾒通しが⽴ってきたら
RI/SPs の購⼊を検討

AWS Graviton2 導⼊難易度の低い利⽤例
• Amazon RDS/Aurora などのマネージドサービス
• マネージドサービスとして提供するインターフェースは変わらない
• 導⼊の際に Arm 対応は必要なく、Graviton2 インスタンスに変更して
アプリケーションと組み合わせたテストを⾏うのみ
• 負荷試験⽤ JMeter on Graviton2
• Java なのでほぼ変更が不要、テスト対象システムに変更は不要

まとめ

まとめ
• 従来の x86 ベースのインスタンスと⽐較してコストパフォーマンスに優れた
AWS Graviton2 インスタンスをご紹介
• アプリケーション実⾏環境の Graviton2 移⾏では Arm 対応が必要となるが、
aws-graviton-getting-started や AWS Blog から情報収集が可能
• AWS Graviton2 を取り巻くエコシステムはまさに拡充している最中であり
AWS サービスも Graviton2 対応が進んでいる
• マネージドサービス(Aurora/RDS, ElastiCache)では Arm 対応を⾏わず、
インスタンスタイプ変更対応と性能検証を⾏うことで移⾏可能

Thank you!

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