Graviton-Prozessoren
Graviton-Prozessoren sind Rechenchips, die der Cloud-Anbieter Amazon Web Services selbst entwickelt und ausschließlich in seinen eigenen Rechenzentren einsetzt. Sie basieren auf der ARM-Bauweise und sollen dieselbe Arbeit mit weniger Strom und zu geringeren Kosten erledigen als klassische Server-Chips von Intel oder AMD.
Wenn eine Webseite oder eine App im Internet läuft, steht dahinter ein fremder Computer in einer großen Halle. Solche Hallen voller Computer nennt man Rechenzentren, und der größte Vermieter solcher Rechenleistung ist Amazon Web Services, kurz AWS. Früher kaufte AWS die Rechenchips für diese Computer bei anderen Firmen ein, vor allem bei Intel und AMD. Seit 2018 baut das Unternehmen einen eigenen Chip: den Graviton-Prozessor. Er erledigt dieselbe Aufgabe wie ein gekaufter Chip, nämlich Rechenbefehle abarbeiten, ist aber komplett auf Amazons eigenen Bedarf zugeschnitten. Kaufen kann man ihn nicht, man kann ihn nur bei AWS mieten.
Warum Amazon seine Chips selbst baut
Der Hauptgrund ist Geld. Ein Rechenzentrum verbraucht enorme Mengen Strom, und ein großer Teil davon geht an die Prozessoren. Graviton-Chips brauchen für dieselbe Arbeit spürbar weniger Energie als vergleichbare Chips von Intel. AWS gibt für aktuelle Generationen an, dass Kunden bis zu 40 Prozent besseres Verhältnis von Leistung zu Preis bekommen. Selbst wenn diese Zahl aus der Marketingabteilung stammt, ist die Richtung unstrittig.
Der zweite Grund ist Unabhängigkeit. Wer alle Chips bei zwei Herstellern kauft, ist von deren Preisen, Lieferzeiten und Zeitplänen abhängig. Ein eigener Chip verschiebt dieses Machtverhältnis. Amazon kann außerdem genau die Eigenschaften einbauen, die seine eigenen Dienste brauchen, und alles weglassen, was für andere Kunden gedacht wäre.
Für die Branche ist Graviton deshalb ein Signal. Auch Google, Microsoft und Apple entwerfen inzwischen eigene Chips. Der Markt für Server-Prozessoren, den Intel jahrzehntelang beherrscht hat, bröckelt an mehreren Stellen gleichzeitig. Analysten schätzen, dass bereits ein erheblicher Teil der neu installierten Rechenleistung bei AWS auf Graviton läuft.
ARM statt x86: der Unterschied unter der Haube
Jeder Prozessor versteht eine bestimmte Sprache von Grundbefehlen. Diese Sprache heißt Befehlssatz. Intel und AMD nutzen den Befehlssatz x86, der seit den 1970er Jahren gewachsen ist und viele alte Befehle mitschleppt. Graviton nutzt stattdessen ARM, einen deutlich schlankeren Befehlssatz. ARM kommt ursprünglich aus Smartphones, wo Stromsparen immer wichtiger war als maximale Rechenkraft.
Amazon entwirft die Chips nicht bei null. Die Firma ARM aus Großbritannien verkauft Baupläne für Rechenkerne, die andere Unternehmen lizenzieren und anpassen. Amazon nimmt solche Kernbaupläne, setzt viele davon auf einen Chip und ergänzt eigene Bauteile für Speicheranbindung und Netzwerk. Gefertigt wird dann bei einer Chipfabrik, in der Praxis meist bei TSMC in Taiwan. Amazon besitzt also kein Chipwerk, sondern nur den Entwurf.
Der Preis dafür ist Kompatibilität. Ein Programm, das für x86 übersetzt wurde, läuft nicht ohne Weiteres auf ARM. Es muss neu übersetzt werden, was bei modernen Programmiersprachen oft ein Knopfdruck ist, bei alter Spezialsoftware aber echte Arbeit bedeutet. Genau dieser Aufwand ist der häufigste Grund, warum Firmen bei den gewohnten Chips bleiben.
Graviton in Nachrichten und im eigenen Alltag
Direkt sieht man einen Graviton-Prozessor nie. Indirekt benutzt man ihn ständig, denn zahllose Webseiten, Streamingdienste und Apps mieten ihre Server bei AWS. Wer dort eine virtuelle Maschine bucht, also einen gemieteten Computer im Rechenzentrum, kann zwischen Intel, AMD und Graviton wählen. Die Graviton-Variante ist in der Regel die günstigste der drei.
In Wirtschaftsnachrichten taucht der Name meist in zwei Zusammenhängen auf. Erstens bei Amazons Quartalszahlen, wenn es um die Gewinnmargen der Cloud-Sparte geht. Zweitens bei Meldungen über Intels Schwäche, denn jeder Graviton-Server ist ein Server, den Intel nicht verkauft hat.
Ein verbreiteter Irrtum ist, Graviton sei ein KI-Chip. Das ist er nicht. Für das Training großer KI-Modelle nutzt AWS Grafikkarten von Nvidia oder eigene Spezialchips namens Trainium und Inferentia. Graviton macht die klassische Arbeit: Datenbanken, Webserver, Analysen. Diese unspektakuläre Arbeit ist allerdings der weitaus größte Teil dessen, was in einem Rechenzentrum täglich passiert.
