Arm架构云原生平台助力降本增利

迁移至 Arm 架构，实现云成本降低 33% 的实操指南

真的有可能通过将云解决方案迁移到 Arm 架构上，并在过程中，降低云基础设施三分之一的成本且提供百分之十的利润率吗？The Things Industries 用实际行动给出了肯定答案，并亲测证实了这一点。

The Things Industries 是一家基于 LoRaWAN 技术提供物联网连接管理服务的公司，近期将其解决方案迁移至基于 Arm 处理器的云平台，取得了立竿见影的成效：成本降低 33%、利润率提升 10%、年度经常性收入增长 66%，同时改善了环境可持续性。

一、关于 The Things Industries 与 LoRaWAN

1.1 公司的核心业务

The Things Industries 利用低功耗操作和远距离收发器的 LoRaWAN 无线传输标准为全球客户提供服务。它为物联网系统集成商和开发者提供了一个全球核心网络管理平台，使他们能为全球超过 150 万台设备开发多样化的 LoRaWAN 应用程序。

1.2 LoRaWAN 技术特点

LoRaWAN 是一项高性价比的通讯协议，它利用网关和基站等现有基础设施提供广域连接。这一点对于想要大规模部署物联网解决方案的企业而言很有吸引力。LoRaWAN 正逐渐在企业和专网领域找到独特的市场定位。与 WiFi 类似，The Things Industries 的客户也是自己组建网络，并通过 The Things Stack 云基础设施来实现网络、设备和安全的高效管理及运营。

1.3 核心产品与商业模式

The Things Industries[1] 面向企业应用，并提供广泛的附加功能。其核心产品是 The Things Stack Cloud[2]，它是一款基于云平台上的 LoRaWAN 网络服务器，用以管理和运营 LoRaWAN 网络，从而实现 LoRaWAN 设备、网关和应用程序的部署和管理。

The Things Industries 采用了开源的商业运营模式，打造以“The Things Network”为名的开发者社区和 LoRaWAN 沙盒环境，目前拥有超过 19 万名成员，其中包括业余爱好者、学生、研究人员、小企业、智慧城市和开发开源及免费工具的其他非营利组织。这种模式是通过开源工具实现从零到一，再通过 The Things Industries 从一实现到百万。

二、迁移背景：为什么选择 Arm 架构？

2.1 成本压力与契机

一家为物联网变革应用提供网络服务的公司，能迅速发展以满足市场的需求，这也许听起来令人感到惊奇。但在 The Things Industries 不断扩大规模的过程中，他们必须思考的因素众多；其中，对于一家完全采用云平台搭建服务的公司来说，重中之重就是服务器成本。随着 The Things Stack Cloud 的用户不断增多，所需的云计算能力也随之攀升，这让成本容易变得失控，并直接影响了公司的利润率。

2.2 架构差异与发现

由于 Arm IP 的高性能低功耗广受物联网开发者的欢迎，因此大多数连接到 The Thing Stack Cloud 网络的设备均基于 Arm 架构。另一方面，The Things Industries 则始终认为，与物联网设备部署中占主导地位的小尺寸、低功耗微控制器截然不同，服务器芯片仍由英特尔主导。

“但事实却并非如此”，该公司联合创始人兼首席技术官 Johan Stokking 说道。说到 Arm Neoverse[3]，这是一款面向数据中心的 64 位处理器，并已被各大云服务提供商所采用。

2.3 技术铺垫

自 2015 年以来，The Things Industries 一直在使用 Google 开发的高级编程语言 Go，该语言专为多核、联网机器和大型代码库而创建。主要的服务器工具也都使用 Go 进行编程开发，包括 Docker 和 Kubernetes。近年来，各大公有云服务供应商开始提供包括 Arm Neoverse 在内基于 64 位 Arm 处理器的服务器。与此同时，搭载 Arm 架构的笔记本电脑也相继面市。

Stokking 表示：作为开发者，我们自然而然地开始基于 Arm64 进行开发。由于开发者喜欢在云端和本地使用相同的架构，由此也加速了良性循环的建立。他补充道：由于喜欢使用 Mac 电脑的开发者很快采用了 Arm64，因此 Go 团队在 Arm64 编译器上获得了显著的性能提升。

三、迁移过程：分步实施，平稳过渡

3.1 第一步：构建多架构能力

Stokking 表示，在考虑采用 Arm 架构于其网络时，该公司首先在其 CI 和部署管道中添加了多架构的功能。他们曾一度同时提供英特尔和 Arm 版本的 The Things Stack。

3.2 第二步：逐个服务迁移

之后，他们将各项服务逐一从英特尔迁移到了 Arm。The Things Industries 选用 AWS 的云服务，并采用搭载 AWS Gra viton2 和 Gra viton3 处理器的虚拟机，随之进行了测试，以了解其运行状况与性能表现。Stokking 提到，他们在独立的环境中同时运行沙盒网络和商业云，其中，沙盒网络便充当了测试环境。

小提示： 建议先迁移非关键业务或沙盒环境，通过充分测试验证性能与稳定性后再迁移生产环境。

3.3 常见问题 Q&A

Q：迁移过程中是否遇到了兼容性问题？
A：由于 The Things Industries 在开发中已经使用了 Go 语言，而 Go 对 Arm64 架构支持良好，因此迁移过程中未出现重大兼容性问题。此外，沙盒网络作为测试环境，有效降低了风险。

Q：迁移后性能表现如何？
A：通过对比测试，基于 Arm 架构（AWS Gra viton 处理器）的虚拟机在性能上完全满足 The Things Stack 的需求，部分场景甚至优于英特尔版本。

四、迁移成果：成本降低 33%，利润率提升 10%

4.1 直接经济收益

• 云计算成本降低 33%
• 利润率从 70% 提高至 80%
• 年度经常性收入显著增长 66%

4.2 能耗与可持续性

更低的成本不仅仅是来自于更便宜的硬件，更关键的是更低的能耗。Stokking 表示：“能耗是决定云服务供应商成本的主要因素。AWS 声称，他们采用 Gra viton 处理器的机器比采用英特尔的同类产品能耗少了 60%。” The Things Industries 现在已全面运行在 Arm 架构上。

The Things Industries 联合创始人兼首席执行官 Wienke Giezeman 表示：我们感到非常高兴。首先，Arm 技术帮助我们的客户创造了更高的价值，此外，还打造了一个更强大的商业模式。我们的客户在安装设备方面投入了大量的精力，其中许多客户的项目时长可达十年。鉴于我们的客户群拥有 150 万连接设备的庞大规模，利用可持续发展的未来技术建立一个可持续的商业模式是我们应尽的责任。

4.3 生态伙伴支持

Stokking 提到：我们发现 Arm 芯片可满足我们的需求，我们在 Arm 生态系统中也找到了更好的合作伙伴和支持。例如，我们与意法半导体合作，他们提供了一种将 LoRaWAN 收发器和基于 Arm 架构的微控制器相结合的 SoC。

五、应用案例：各行各业中的 LoRaWAN 连接

采用 The Things Industries 服务进行 LoRaWAN 连接的案例遍布各行各业[4]。

5.1 零售

许多企业在商店、超市、餐厅等场合使用 LoRaWAN，应用场景包括用于食品安全的温度传感器，以及人员计数和害虫防治。

5.2 楼宇管理

The Things Industries 的许多客户在楼宇内使用传感器来提高效率。例如，使用 LoRaWAN 连接进行分项计量以提供能源监测，以及通过环境监测加强供热通风与空气调节 (HVAC) 控制。

5.3 农业

饥荒和食品安全是当今世界亟待解决的问题之一。为了提高食品安全和减少饥荒，农药公司 Syngenta 与 Cital 共同打造了 Cital 的土壤传感器[5]。该技术通过 LoRaWAN 连接，在 The Things Stack Cloud 的 LoRaWAN 网络服务器上运行，可自动执行作物监测和数据采集，并控制整个农场的系统和设备。通过 1,300 台现场设备中的数据，农民可以轻松获取大量信息，并用于加强运营。

5.4 公用事业

在英国，The Things Network 和 Connexin 赢得了打造 Severn Trent Water 智能计量系统的合同。他们将使用 Itron 智能仪表和 The Things Network 的 LoRaWAN 网络服务器在考文垂 (Coventry) 和沃里克郡 (Warwickshire) 部署 15 万个智能水表。工程目标是提供实时用水数据，以进行准确计费和泄漏检测。这些数据将有助于评估用水量，并在客户出现异常用量时发出通知，促使节约成本。

5.5 科学研究

英伟达与来自“南极洲环境未来保护计划 (Securing Antarctica’s Environmental Feature, SAEF)” 的人工智能物联网团队已将该技术带到了地球上最偏远的地区之一。他们在南极洲凯西研究站的科学大楼上安装了首个 LoRaWAN 网关设备[6]。其目标是在南极洲偏远地区部署一个 AIoT 传感平台，用于记录辐射、温度、湿度、苔藓冠层温度和土壤与空气间能量传递的情况。

六、总结与建议

事实证明，将 The Things Stack Cloud 迁移到基于 Arm 架构的云解决方案带来了碘伏性的变化。基于 Arm 架构的服务器具备的低成本和低功耗，助力 The Things Industries 取得了显著收益。凭借目前全面采用基于 Arm 架构的基础设施，The Things Stack Cloud 已蓄势待发，准备在日新月异的物联网开发领域实现扩展并不断取得成功。

小提示： 如果你也在考虑将云服务迁移到 Arm 架构，建议先评估你的技术栈是否有多架构支持（如 Go、Docker、Kubernetes），然后利用沙盒环境进行充分测试，最后逐步迁移生产服务。

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