全球主要公有雲業者近年陸續投入伺服器處理器研發。繼AWS自2018年底推出Graviton與A1執行個體、微軟在2024年推出基於Arm架構的Azure Cobalt 100執行個體後，Google Cloud也正式將自研Axion處理器導入雲端基礎設施，推出C4A高效能Arm執行個體。
Google Cloud於2024年4月公布Axion處理器，並在同年10月底正式推出C4A。這項產品以Arm Neoverse V2平台為基礎，定位為面向高效能運算需求的Arm架構雲端執行個體，後續也持續增加本機儲存、支援服務與供應區域。
Axion結合Arm Neoverse V2與Titanium架構
Axion採用Armv9架構，具備64位元ARM v9.0-A指令集。Google Cloud同時以自研Titanium系統架構協助處理網路、資安與儲存相關工作，透過多個專屬微控制器及卸載機制，減少主處理器需要負擔的基礎設施工作，讓Axion保留更多運算資源處理使用者工作負載。
Titanium也能將儲存輸入輸出作業卸載至Google Cloud的Hyperdisk區塊儲存服務，使儲存效能與執行個體規模不必完全綁定。這種設計有助於依照需求彈性擴充儲存資源，並即時建立及配置相關服務。
Google Cloud公布的效能與能源效率數據
根據Google Cloud引用的2024年3月底內部測試資料，Axion執行個體相較於當時雲端市場中運算速度最快的一般用途Arm執行個體，效能最高提升30%；相較於當前世代x86執行個體，效能最高提升50%，能源使用效率則改善60%。
在C4A產品層面，Google Cloud表示，其性價比相較其他雲端業者的Arm執行個體高出10%；若以現行世代x86執行個體為比較基準，性價比增加65%，能源使用效率同樣提升60%。這些數據屬於Google Cloud依據內部測試所提出的比較結果，實際表現仍會受到工作負載、軟體最佳化與執行個體配置影響。
C4A支援多種一般用途與AI工作負載
Google Cloud將Axion定位為適合一般用途工作負載的處理器，涵蓋網站與應用程式伺服器、容器化微服務、開放原始碼資料庫、記憶體內快取系統、資料分析引擎、多媒體處理，以及純CPU的AI訓練與推論工作。
在大型語言模型應用方面，Arm公布的測試資料指出，使用C4A執行Llama 3.1 8B推論時，針對提示處理與詞元生成，相較現行x86執行個體可提供兩倍效能。來源內容未提供測試環境與工作負載細節，因此該數據主要可視為特定測試條件下的比較結果。
支援服務與全球供應區域
Google Cloud最初規劃將Axion導入Google Compute Engine（GCE）、Google Kubernetes Engine（GKE）、Dataproc、Dataflow及Batch等服務。Bigtable、Spanner、BigQuery、Blobstore、Pub/Sub、Google Earth Engine及YouTube影片廣告等服務，當時已經運行於Arm伺服器，Google Cloud也計畫進一步擴大Axion的採用規模。
C4A正式推出初期，已在全球7個區域資料中心供應，包括美國愛荷華州（us-central1）、北維吉尼亞州（us-east4）、南卡羅萊納州（us-east1）、比利時（europe-west1）、荷蘭（europe-west4）、法蘭克福（europe-west3）及新加坡（asia-southeast1）。其後供應範圍再增加倫敦（europe-west2）。
在服務支援方面，使用者可於GCE、GKE、Batch及Dataproc選用C4A；Dataflow搭配C4A時已進入預覽階段，Cloud SQL與AlloyDB的C4A支援則預計陸續推出。
三種執行個體配置與儲存選項
C4A提供標準型、高CPU型及高記憶體型三種主要配置。每顆vCPU對應的記憶體容量分別為4GB、2GB及8GB，最高可配置72顆vCPU與576GB DDR5記憶體。
| 配置 | 每顆vCPU對應記憶體 | 適用方向 |
|---|---|---|
| C4A standard | 4GB | 一般用途工作負載 |
| C4A highcpu | 2GB | 需要較高CPU資源的工作負載 |
| C4A highmem | 8GB | 需要較大記憶體容量的工作負載 |
網路方面，C4A預設提供50Gbps頻寬，並可選擇最高100Gbps的Tier_1網路，以支援高流量應用系統。儲存則可搭配Hyperdisk Balanced或Hyperdisk Extreme，最高可提供35萬IOPS與5GB/s吞吐量。
更詳細的處理器與記憶體規格
Google Cloud客戶工程師Federico Iezzi在2024年11月發布的技術介紹中重申，Axion建立於Arm Neoverse V2平台。處理器快取配置方面，整顆處理器共享80MB L3快取；每顆核心配置2MB專用L2快取、64KB L1指令快取及64KB L1資料快取。
C4A搭配速度為5600MT/s的系統記憶體，並採用統一記憶體存取（UMA）架構，以改善記憶體存取效率。此外，C4A也支援效能監控單元（PMU），讓使用者能取得更深入的效能分析資訊。
Titanium SSD本機儲存最高支援6TiB
Google Cloud在今年1月下半於C4A增加自研Titanium SSD本機儲存選項，最大容量可達6TiB。根據Google Cloud內部測試，搭配該儲存選項的執行個體可提供240萬IOPS隨機讀取效能，以及10.4GiB/s讀取吞吐量；相較前一代SSD，存取延遲降低35%。
產品資訊
- 產品：Google Cloud C4A
- 處理器：Google Axion
- 最高配置：72顆虛擬處理器、576GB記憶體
- 網路：標準頻寬50Gbps，最高可選100Gbps Tier_1網路
- 儲存：Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Extreme；部分配置可搭配Titanium SSD本機儲存
- 價格範例：c4a-standard-1在新加坡（asia-southeast1）區域的預估每月費用為40.424376486美元
- 最大組態範例：c4a-highmem-72-lssd，72顆虛擬處理器、576GB記憶體，搭配平衡型Hyperdisk，每台虛擬機器最多可掛載32台硬碟
C4A的推出代表Google Cloud正式加入公有雲自研Arm伺服器處理器的競爭。從處理器、網路與儲存卸載架構，到資料分析、容器及AI服務的支援，Google Cloud正逐步建立以Axion為核心的雲端基礎設施。不過，實際選用C4A時，仍需依應用程式是否支援Arm架構、軟體相容性、區域供應情況及實際工作負載進行評估。
