雲原生技術關鍵下一步

2015年，剛好是JavaScript和PHP問世的20 周年，我們邀來這兩大語言的發明人，JavaScript之父Brendan Eich和PHP之父Rasmus Lerdorf，擔任Modern Web開發大會的主題講者。大家最好奇的問題是，這兩個語言下一個十年、二十年會怎麼發展？

中午找來幾位開發社群成員，與兩大開發教父一起用餐，兩位大師除了大談爸爸經和開發圈秘辛之外，他倆不約而同地提到，效能，是網頁開發語言接下來最重要的課題。

Rasmus Lerdorf演講中展示了當年最新發表的PHP 7（現在已經到8.4了），背後有哪些優化設計，可以讓大型網站服務的執行效能快一倍，也讓PHP更適合用來打造微服務架構的應用。

Brendan Eich更絕，直接在演講中，在臺上玩起第一人稱射擊遊戲，全場觀眾大吃一驚，包括坐在前幾排的我。這款操作靈巧，畫面流暢的3D互動遊戲，竟然是跑在瀏覽器中的Web應用。秘訣就是這款應用用了支援Asm.js的遊戲引擎Unity與Unreal。透過編譯JavaScript子集合的作法，讓JavaScript執行效率幾乎跟Bytecode程式一樣。

一個月後，JavaScript之父和四大瀏覽器平臺業者聯手，發起了W3C WebAssembly社群小組，想要重新發明JavaScript網頁應用，他以WebAssembly來命名這項新技術，顧名思義，就是Web的Assembly（組合語言）形式，要讓網頁應用也能擁有二進位Bytecode的執行格式。

不過，WebAssembly的做法跟JavaScript子集合有本質上的不同，Brendan Eich指出，WebAssembly直接定義了一個新的網頁執行層，而非JavaScript子集合，讓瀏覽器能直接執行二進位檔案格式的WebAssembly檔案，來達桌面軟體般的速度。他更點出了一個趨勢，WebAssembly技術不限於JavaScript，而是任何語言都可以用的技術。

兩年後，各大瀏覽器紛紛支援這項新的W3C標準，不少科技公司，都用WebAssembly來打造大型網頁應用，或是需要龐大運算的線上服務。Google就是其中一家。

Google地球就是靠V8引擎的WebAssembly多執行緒支援，才在瀏覽器中實作出任意放大縮小的飛行視角操作。Google Sheets則是用Wasm封裝Java計算引擎，讓超大型試算表的計算速度提高了1.8倍。

Adobe花了很多年，想要將設計圈最重要的軟體Photoshop搬上雲端，一直克服不了JavaScript的效能問題，後來找Google幫忙，改用Wasm技術，終於在2021年打造出Web版Photoshop測試版，去年正式推出。 

2019年，Mozilla聯手雲端新創Fastly，將Wasm帶出瀏覽器以外的世界，發表了WASI（WebAssembly System Interface）專案，透過獨立執行的runtime程式和命令列工具，不需要瀏覽器，可以直接在桌機或伺服器端執行Wasm應用。

這一步讓Wasm成了雲原生世界的要角。這個原本在瀏覽器中的安全沙盒技術，轉而可以在任何地方，提供一個輕量、快速、安全、跨平臺的應用程式執行環境。這兩年甚至開始具備跨語言能力，可以讓多個語言的Wasm檔案，只靠同一個runtime，在單一隻應用中互相互動，就像同款語言開發的元件一樣。

生成式AI開發圈也看上Wasm的輕薄短小，高速冷啟動能力。現在若想用GPU來執行一隻AI推論程式，除了開發者自己的程式碼之外，還需要Nvidia的CUDA runtime、AI技術框架如PyTorch或TensorFlow函式庫，加起來的容器映像檔，最少也要4.8GB，若再加上所用的LLM模型檔案可能多達10GB，想要執行一隻容器化的AI推論應用，至少要15GB，冷啟動的時間往往得花上30秒，甚至好幾分鐘。常見做法是，提前啟動AI推論的服務來待命，這也限制了AI推論的部署和執行模式。

但若改用Wasm技術來封裝AI推論應用，Wasm平臺新創Fermyon技術長Radu Matie指出，只需要數MB檔案大小，冷啟動可以大幅縮短到千分之幾秒，可以切割出短暫的GPU算力，來提供「剛好即時（Just in time）」的AI推論回應。

甚至今年還出現了Wasm打包的AI推論框架LlamaEdge，包括了一套10億參數量的Llama 2模型，檔案大小只有30MB，可以提供GPU原生應用執行速度。Wasm可以成為GAI快速部署到不同環境、提供快速推論的關鍵基礎環境。

也難怪，Gartner在2024年新興科技發展周期報告中，特別將WebAssembly和GenAI並列為唯二，跨出「期望過高的巔峰期」，即將進入技術成熟度曲線的「幻滅期」，意味著這兩項技術已經度過了炒作階段，接下來經過一段時間改善和優化，就會進入穩定發展的成熟期，最快2～5年，就會對全球帶來變革式的影響。

11月剛在鹽湖城落幕的KubeCon北美大會，WebAssembly更成了這場容器與雲原生大會最熱門的技術話題，被視為K8s未來十年的三大發展方向之一，與eBPF、IT永續並列。

國外也有企業開始採用這項技術，例如高盛集團有個每天數百萬次呼叫的開發者平臺，用不同種語言開發的API外掛，都全面改用Wasm來封裝，大幅簡化了部署和管理的工作。

K8s、容器技術是許多臺灣企業數位轉型，推動IT現代化所用的主流、核心技術，但是，雲原生的下一波技術WebAssembly開始成熟，值得大家留意！