Мозг Google теперь на чужом железе: как компания спасает миллионы, не меняя кнопки

Google официально подтвердила, что переводит все свои внутренние сервисы — от YouTube и Gmail до BigQuery — на гибридную архитектуру, где одновременно используются и привычные x86, и фирменные чипы Axion на базе Arm. Это один из крупнейших инфраструктурных переходов в истории компании, охватывающий десятки тысяч приложений.

Переход задокументирован в препринте под названием "Миграция набора инструкций в масштабе хранилища". Документ и сопроводительный блог объясняют, как Google добивается полной совместимости между двумя архитектурами, чтобы внутренние сервисы могли работать без сбоев, независимо от типа процессора.

"Мы ожидали, что больше всего времени уйдёт на работу с архитектурными различиями — от особенностей плавающей запятой до встроенных функций и параллелизма", — отметили инженеры Партасарати Ранганатан и Вольф Добсон.

Как Google переносит 30 тысяч приложений

На данный момент инженеры компании уже адаптировали около 30 тысяч приложений — от ключевых облачных сервисов до вспомогательных инструментов. Чтобы автоматизировать процесс, Google использовала собственные системы проверки кода и создала новый искусственный интеллект CogniPort.

Этот агент анализирует исходные файлы, находит платформенно-зависимые участки и предлагает исправления. По данным компании, эффективность CogniPort достигает 30% при определённых условиях, особенно в задачах тестирования и оптимизации представления данных. Однако впереди остаётся работа над ещё примерно 70 тысячами пакетов.

Что даёт переход на Arm

Главная цель миграции — сделать так, чтобы внутренний менеджер кластеров Borg (прототип Kubernetes) мог динамически распределять нагрузку между серверами с архитектурами x86 и Arm. Это позволит Google задействовать самые энергоэффективные вычислительные ресурсы в зависимости от задач.

По оценке компании:

• производительность на доллар у Axion-чипов выше до 65%;

• энергоэффективность - до 60% лучше, чем у x86-аналогов.

Для сервисов уровня YouTube или BigQuery это означает колоссальное сокращение затрат на вычисления и охлаждение центров обработки данных.

Сравнение архитектур

Google делает ставку на то, что Arm сможет стать не просто альтернативой x86, а полноценной основной архитектурой для её инфраструктуры.

Как проходит миграция: шаг за шагом

1. Анализ кода - системы статического анализа выявляют зависимости и инструкции, несовместимые с Arm.

2. Использование CogniPort - ИИ исправляет конфликты, оптимизирует тесты и преобразует данные.

3. Тестирование в среде Borg - нагрузочные проверки гарантируют одинаковое поведение на обеих архитектурах.

4. Постепенное внедрение - сервисы переносятся партиями, чтобы не нарушать стабильность работы.

5. Оптимизация под энергопотребление - Borg выбирает Arm-серверы для задач, требующих меньших вычислительных ресурсов.

Типичные проблемы и решения

А что если Google полностью перейдёт на Arm?

Такой сценарий может изменить рынок серверных решений. Если гигант успешно завершит миграцию, другие облачные провайдеры — включая AWS и Microsoft — ускорят переход на свои чипы (Graviton, Cobalt и др.). Это приведёт к снижению зависимости от Intel и AMD, а также стимулирует развитие открытых архитектур.

Плюсы и минусы подхода

Интересные факты

1. Процессоры Axion построены на базе архитектуры Arm Neoverse V2, адаптированной под инфраструктуру Google.

2. Для перехода Google создала собственный инструмент анализа тестов, который работает на уровне исходного кода и бинарных зависимостей.

3. Borg уже умеет измерять энергопотребление серверов и выбирать наиболее "зелёный" путь выполнения запроса.

Исторический контекст

Первые эксперименты Google с Arm начались ещё в 2016 году. Тогда компания тестировала чипы в рамках проекта для энергоэффективных дата-центров. С тех пор рынок серверных Arm-решений вырос многократно: их используют Amazon (Graviton), Microsoft (Cobalt) и теперь — Google (Axion).

Таким образом, тенденция перехода на собственные процессоры становится новой нормой для технологических гигантов, стремящихся сократить расходы и повысить контроль над инфраструктурой.

FAQ

Как Google решает проблемы совместимости между x86 и Arm?
С помощью внутреннего компиляторного уровня и системы автоматических тестов, обеспечивающих идентичные результаты вычислений.

Когда завершится миграция?
Официально сроки не объявлены, но текущий темп позволяет предположить завершение процесса в течение ближайших двух лет.

Что это значит для пользователей Gmail и YouTube?
Никаких заметных изменений: сервисы работают стабильно, но с меньшими затратами энергии и лучшей производительностью серверов.

Какую выгоду получает Google Cloud?
Клиенты смогут арендовать Arm-инстансы с теми же сервисами, но по более низкой цене за вычислительный ресурс.