https://mp.weixin.qq.com/s/zCOJfmUUhMHbN42ONkKq3w
近年來，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展下，數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力也面臨著越來越高的挑戰(zhàn)。就數(shù)據(jù)中心的 CPU 處理器選擇而言，AMD 因其最新一代 EYPC 處理器的強(qiáng)勁性能、低功耗以及低成本的優(yōu)勢(shì)逐漸贏得主流云廠商的青睞。
據(jù)悉，AWS、谷歌云、UCloud、Azure、IBM Cloud、騰訊云等云商均已推出基于 AMD EYPC CPU 型的云主機(jī)，屬于云廠商中的先行者。
為了便于用戶直觀比較不同云商的 AMD 云主機(jī)的性能差異，2020 年 5 月初，CIO 時(shí)代學(xué)院發(fā)起了針對(duì)市面上幾款主流的 AMD 云主機(jī)測(cè)試。本次測(cè)試的 AMD 型云主機(jī)在保持盡量相同的測(cè)試環(huán)境下，提供客觀公正的測(cè)試數(shù)據(jù)，從技術(shù)層面對(duì)不同廠商的 AMD 云主機(jī)進(jìn)行性能（CPU、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等）與性價(jià)比測(cè)評(píng)分析。
一、選型說明
本次參與實(shí)測(cè)的 AMD 云主機(jī)型號(hào)分別是國內(nèi)的 UCloud 快杰型 AMD、騰訊云 SA2，國外的 AWS m5a、Google 云 n2d。在高性能云主機(jī)的常用配置中，我們對(duì)四家云商分別選擇了 8 核 32G 和 2000G 數(shù)據(jù)盤。下圖是具體的配置信息：
圖 1：云主機(jī)配置詳情
二、測(cè)試方法
本次測(cè)試主要利用 Unixbench 性能測(cè)試工具、圓周率 Pi 測(cè)試、FIO、Netperf 等測(cè)試方法，對(duì)云主機(jī)的 CPU 性能、磁盤性能和內(nèi)網(wǎng)質(zhì)量等分別進(jìn)行測(cè)試，此外還針對(duì) Nginx、MySQL、ClickHouse 三種常見的應(yīng)用場(chǎng)景做了測(cè)試比較。
本報(bào)告中的每項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)均以 3 次測(cè)試的平均值作為最終數(shù)據(jù)，且云主機(jī)每完成一次測(cè)試需空跑 8 小時(shí)以上再進(jìn)行下一次測(cè)試。
圖 2：云主機(jī)測(cè)試明細(xì)
三、實(shí)際性能考察
為了更加清晰直觀的展示四款 AMD 云主機(jī)的性能差異，我們摘取了本次測(cè)試結(jié)果中的幾個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)以供大家參考，包括 CPU 耗時(shí)、磁盤 IOPS、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā) PPS、TPS/QPS 等等。
1、CPU 性能
CPU 是云主機(jī)操作系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的根本，CPU 的運(yùn)行時(shí)間在很大程度上決定了云主機(jī)的性能。我們?cè)谙嗤瑴y(cè)試環(huán)境下使用 bc 命令進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)為 5000，測(cè)試耗時(shí)越短則表明性能越好。搭載了 AMD EYPC 處理器的四款云主機(jī)，在 CPU 性能上是否有差距呢？我們來一探究竟：
圖 3：CPU 運(yùn)算平均耗時(shí)（由短到長(zhǎng)排列）
根據(jù)上圖我們可以直觀的看出，在 8 核 CPU 的情況下計(jì)算圓周率 PI 時(shí)，UCloud 耗時(shí)最短為 16.54 秒，AWS 耗時(shí)最長(zhǎng)為 21.11 秒，騰訊云和 Google 云則相差不大，分別為 17.42 秒和 18.02 秒。UCloud 相比騰訊云和 Google 云可減少 0.88 秒～ 1.48 秒的 CPU 耗時(shí)，比 AWS 可節(jié)省大約 4.57 秒的運(yùn)行時(shí)間。由此可見，與另外三家對(duì)比，UCloud 的 AMD 云主機(jī)在 CPU 性能上最高可提升 21.6%。
2、磁盤性能
在云主機(jī)的存儲(chǔ)性能方面，IOPS 和 IO 時(shí)延作為衡量磁盤性能的重要指標(biāo)，理論上， IOPS 越大越好，時(shí)延越低越好。本次測(cè)試我們使用的 FIO 工具選擇了 libaio 引擎測(cè)試，塊大小配置為 4k，測(cè)試生成的文件大小為 200G。這里我們主要觀察隊(duì)列深度分別為 1*1 和 7*16 的情況下，磁盤每秒隨機(jī)讀寫的操作次數(shù)以及平均時(shí)延。
圖 4：隊(duì)列深度 1*1 的隨機(jī)讀寫
圖 5：隊(duì)列深度 1*1 的平均時(shí)延
圖 6：磁盤隨機(jī)讀寫于隊(duì)列深度 1*1 詳細(xì)數(shù)據(jù)表
圖 7：隊(duì)列深度 7*16 的隨機(jī)讀寫
圖 8：隊(duì)列深度 7*16 的平均時(shí)延
圖 9：磁盤隨機(jī)讀寫于隊(duì)列深度 7*16 詳細(xì)數(shù)據(jù)表
由數(shù)據(jù)圖表可見，在隊(duì)列深度 1*1 和 7*16 時(shí)，UCloud 的 IOPS 和平均時(shí)延都具有明顯優(yōu)勢(shì)，而其他三家相差不大。在隊(duì)列深度為 1*1 時(shí)，UCloud 隨機(jī)讀的數(shù)量是排名第二的 AWS 的 2.5 倍，而隨機(jī)寫的數(shù)量更是比排名靠后的騰訊云高出 10 倍。在隊(duì)列深度為 7*16 時(shí)，UCloud 隨機(jī)讀寫能力依然表現(xiàn)突出，是排名第二的騰訊云的 4 倍，AWS 和 Google 云比較接近，均不太理想。
3、網(wǎng)絡(luò)性能
云主機(jī)每秒所處理的網(wǎng)絡(luò)包數(shù)量是內(nèi)網(wǎng)性能的核心指標(biāo)，內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)情況直接會(huì)影響服務(wù)之間的交互。本次內(nèi)網(wǎng)性能測(cè)試中，我們使用了 Netperf 網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具，通過 8 臺(tái)輔助機(jī)和 1 臺(tái)測(cè)試機(jī)，使用 UDP 協(xié)議+小包，小包大小為 1 字節(jié)，在同等情況下，統(tǒng)計(jì)測(cè)試機(jī)每秒收到包的數(shù)量。下面，我們來看看這四款云主機(jī)的表現(xiàn)：
圖 10：內(nèi)網(wǎng)平均每秒收包數(shù)（由多到少排列）
通常情況下，云主機(jī)每秒接受的小包數(shù)量越多，則表明內(nèi)網(wǎng)質(zhì)量越好。根據(jù)上圖測(cè)試結(jié)果可以看出，UCloud 每秒接受小包數(shù)量最多，約為 378.64 萬個(gè)左右，相當(dāng)于騰訊云的 2.5 倍，而 Google 云、AWS 和騰訊云這三家云平臺(tái)每秒接收數(shù)在 150-180 萬左右，其數(shù)量差距不是很大，都有較大提升空間。
4、特定場(chǎng)景表現(xiàn)
Nginx 測(cè)試
Nginx 是一個(gè)高性能的 HTTP 和反向代理 Web 服務(wù)器，是網(wǎng)站門戶用戶的首選。Nginx 具有并發(fā)能力非常強(qiáng)的特點(diǎn)，因此對(duì)運(yùn)營(yíng)商主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)能力要求非常高。根據(jù)Nginx的每秒處理請(qǐng)求數(shù)，就可以看出服務(wù)器的抗壓能力。
我們使用 ab 壓測(cè)工具進(jìn)行測(cè)試，ab 工具可以創(chuàng)建多個(gè)并發(fā)訪問線程，模擬多個(gè)訪問者同時(shí)對(duì)某一個(gè) URL 地址進(jìn)行訪問，其原理類似 CC 攻擊。因此，在這樣高并發(fā)的測(cè)試下每秒處理請(qǐng)求數(shù)越大表現(xiàn)越好，單請(qǐng)求耗時(shí)與測(cè)試耗時(shí)越少則表現(xiàn)越好，也意味著訪問請(qǐng)求丟失越少。
圖 11：Nginx 平均每秒收包數(shù)（由多到少排列）
圖 12：Nginx 測(cè)試詳細(xì)數(shù)據(jù)表
上圖是我們根據(jù) ab 壓測(cè)請(qǐng)求數(shù) 200 萬，一次并發(fā)請(qǐng)求數(shù)為 500 得出的平均數(shù)據(jù)，很明顯可以看出 UCloud 在這次壓力測(cè)試下，各項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)最佳，遠(yuǎn)超出其他云平臺(tái)。在每秒處理請(qǐng)求數(shù)上，UCloud 高出騰訊云 2 倍， Google 云、AWS、騰訊云分別位居第二、三、四位；在單請(qǐng)求耗時(shí)和測(cè)試耗時(shí)方面，UCloud 也僅占其他三家的 1/3 左右時(shí)長(zhǎng)。
MySQL 測(cè)試
MySQL 數(shù)據(jù)庫的性能狀態(tài)通�？梢苑从撤⻊�(wù)器的 CPU、內(nèi)存和磁盤性能，也更能體現(xiàn)出云主機(jī)的性能差異。我們使用 sysbench 基準(zhǔn)測(cè)試工具對(duì)數(shù)據(jù)庫中一個(gè)表存放 2000 萬條數(shù)據(jù)，并同時(shí)開啟 500 個(gè)線程，得出結(jié)果數(shù)據(jù)：每秒請(qǐng)求數(shù) QPS 與每秒事務(wù)數(shù) TPS 越大，則表現(xiàn)越好；測(cè)試耗時(shí)與平均時(shí)延越小，則表現(xiàn)越好。
圖 13：MySQL QPS 對(duì)比（由多到少排列）
圖 14：MySQL TPS 對(duì)比（由多到少排列）
圖 15：MySQL 測(cè)試詳細(xì)數(shù)據(jù)表
QPS 和 TPS 作為衡量數(shù)據(jù)庫性能的關(guān)鍵指標(biāo)，也是云主機(jī)性能的直接體現(xiàn)。根據(jù)上圖測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在 MySQL 場(chǎng)景下，UCloud 的 QPS 和 TPS 請(qǐng)求數(shù)量均表現(xiàn)超前，騰訊云緊隨其后排名第二， AWS 和 Google 云分別位列第三、第四。經(jīng)計(jì)算得出，UCloud 云主機(jī)的 QPS 和TPS比其他三家均高出 38%～70% 左右的性能。
ClickHouse 測(cè)試
ClickHouse 是一個(gè)用于聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）的列式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，會(huì)使服務(wù)器上一切可用的資源，以最自然的方式并行處理大型查詢。ClickHouse 目前已經(jīng)被很多用戶應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析處理業(yè)務(wù)上，因而對(duì) ClickHouse 的支持能力，同樣是云主機(jī)性能是否良好的一個(gè)重要體現(xiàn)。
我們?cè)谠浦鳈C(jī)上安裝單機(jī)版本 ClickHouse19，在 ClickHouse 上做數(shù)據(jù)分組查詢，測(cè)試數(shù)據(jù)集：ontime，16G，183.95 百萬行。然后取前 10 條數(shù)據(jù)，最終耗時(shí)越短，則表現(xiàn)越好。
圖 16：ClickHouse 測(cè)試耗時(shí)（由短到長(zhǎng)排列）
根據(jù)上圖可以看出，UCloud 耗時(shí)最短為 2.067 秒，與緊隨其后的騰訊云差距不是很大，但 Google 云耗時(shí)最長(zhǎng)，且 UCloud 最終耗時(shí)比 Google 云可降低大約 42%。
四、綜合性價(jià)比考察
性能得分
除了上文所述的 AMD 云主機(jī)各項(xiàng)基礎(chǔ)性能測(cè)試外，為了進(jìn)一步展現(xiàn)該云平臺(tái) AMD 云主機(jī)的綜合性能（如系統(tǒng)調(diào)用、讀寫、進(jìn)程、圖形化測(cè)試、2D、3D、運(yùn)算等），我們利用 Unixbench 工具進(jìn)行測(cè)試，得出一個(gè)直觀的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比。
圖 17：云主機(jī)平均性能得分（由高到低排列）
根據(jù)上圖的測(cè)試結(jié)果，我們可以看到在8核AMD云主機(jī)的配置下，UCloud 性能得分最高約為 6720.4，騰訊云排名第二，性能得分為 5378.4， AWS 相對(duì)較低，性能得分為 3732.8，且 UCloud 性能得分比其他三家分別高出約 25%～80%，優(yōu)勢(shì)還是非常明顯的。
關(guān)于價(jià)格
在充分比較了四款 AMD 云主機(jī)的性能差異后，接下來就是用戶最為關(guān)心的問題——價(jià)格。下圖我們是以 AMD 為前提下選擇相同配置的云服務(wù)器的每月價(jià)格，所有云主機(jī)都是以官網(wǎng)實(shí)時(shí)購買價(jià)格進(jìn)行記錄，其中 AWS 是年付價(jià)格折算成每月單價(jià)（備注：由于國外云廠商的價(jià)格受匯率波動(dòng)的影響，這里僅顯示本次測(cè)試期間的實(shí)時(shí)核算價(jià)格）。
圖 18：云主機(jī)單價(jià)對(duì)比（價(jià)格由高到低）
從價(jià)格上來看，我們可以比較明顯的看到，UCloud 快杰型 AMD 機(jī)型在價(jià)格上有非常大的優(yōu)勢(shì)，每月價(jià)格僅為 1960 元；騰訊云 SA2 機(jī)型的每月價(jià)格為 2985.5 元排名第二，均比國外的 Google 云和 AWS 優(yōu)惠，且 UCloud 價(jià)格與國內(nèi)騰訊云相比還可以節(jié)省約 34%。其中 AWS m5a 機(jī)型的單價(jià)最高，平均每月價(jià)格折算下來要花費(fèi) 12140 元（預(yù)配置 IOPS 設(shè)為 2 萬），是 UCloud 快杰型 AMD 云主機(jī)的 6 倍左右。
性價(jià)比
通常情況下，如果綜合性能與實(shí)際價(jià)格成正比的話，用戶是很難作出選擇的。如何在相同預(yù)算內(nèi)獲得更高的云主機(jī)性能是關(guān)鍵。因此，為了更能直觀的體現(xiàn)出 AMD 云主機(jī)的價(jià)格與綜合性能之間的關(guān)系，我們根據(jù)性價(jià)比公式：性價(jià)比=性能得分/單價(jià)， 得分?jǐn)?shù)據(jù)越大，性價(jià)比越高，性價(jià)比高則反映了在價(jià)格相同的情況下云主機(jī)性能越好。
圖 19：云主機(jī)性價(jià)比排行（由高到低）
圖 20：云主機(jī)性價(jià)比詳細(xì)數(shù)據(jù)表
根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，我們可以明顯看出 UCloud 的性價(jià)比最高為 3.43，騰訊云排名第二為 1.8，Google 云排名第三為 1.1，而 AWS 性價(jià)比最低僅有 0.31。由此可見，UCloud 性價(jià)比也遠(yuǎn)超其他三家，經(jīng)計(jì)算，UCloud 性價(jià)比大約是排名第二的騰訊云的 1.9 倍，甚至比國外 AWS 高出 10 倍。也就是說花同樣的價(jià)錢，選擇 UCloud 快杰型 AMD 云主機(jī)可以收獲最高的性能體驗(yàn)。
五、測(cè)評(píng)總結(jié)
本次測(cè)試報(bào)告主要針對(duì)國內(nèi)外主流云廠商的 8 核 32G 配置的 AMD 型云主機(jī)：騰訊云 SA2 機(jī)型、UCloud 快杰型 AMD 機(jī)型、AWS m5a 機(jī)型、Google 云 n2d 機(jī)型的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。綜合平均數(shù)據(jù)顯示，無論是在性價(jià)比，還是在 CPU 性能、磁盤性能、內(nèi)網(wǎng)質(zhì)量上，四家云商的 AMD 云主機(jī)都各有優(yōu)劣。但是總體而言，UCloud 云主機(jī)在此次測(cè)試中，各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果都表現(xiàn)優(yōu)異，用戶在實(shí)際選型時(shí)，可綜合考慮以上測(cè)試結(jié)果及詳細(xì)數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)際的采購需求進(jìn)行選型決策。
