四大關鍵能力測試，華為雲C3雲主機展現出眾雲端計算能力
當前雲端計算應用日趨火熱,雲端計算所提供的大資料分析、人工智慧,乃至於物聯網等全新的應用也已經成為使用者所關注的熱點。但是雲端計算的基礎——計算能力,卻長期受到忽視。
在雲端計算的虛擬系統中,網路的資料轉發、儲存的資料傳輸乃至於整套雲端計算系統的管理控制,均需要依靠CPU的運算處理能力進行支撐。這些運算資源的消耗,都會對雲端計算系統的計算能力產生影響。然而在雲端計算的IaaS層,計算、儲存、網路又是決定上層各類新興雲服務和客戶業務穩定、高效運營的基石,是一個雲端計算系統的核心競爭力。因此,雲端計算系統的計算能力也成為了雲能力評估小組所關注的重點專案之一。
藉著華為雲近期推出新一代採用Xeon SkyLake CPU C3系列雲主機產品的機會,雲能力評估小組展開了“新一代至強處理器在雲端計算系統中運算處理能力”的評測活動。下面我們就來看一下,在傳統網路、計算、儲存上均有紮實技術積累的華為,在虛擬化的雲端計算系統中是否會有同樣的技術實力展現。
四項關鍵測試
在本次華為雲C3雲主機測試專案上,除了雲端計算IaaS層最主要的計算、儲存和網路效能之外,還對雲主機的記憶體頻寬同樣進行了測試。在計算效能方面,我們選擇用的是可以跨平臺使用的效能測試軟體Geekbench來對CPU的整數、浮點運算處理能力進行測試。在儲存效能方面,通過fio對儲存產品的傳輸速率(IOPS)和頻寬進行測試。在記憶體效能方面利用stream對記憶體頻寬進行測試。在網路效能測試中,我們還繼續沿用Netperf對網路頻寬和網路連線處理效能進行測試,並利用Iperf對網路的資料包轉發效能進行測試。具體測試結果如下:
計算效能
提起雲主機的計算效能,現在談的最多的是Scale Up、Scale Out的橫、縱向擴充套件和計算資源的靈活複用,單臺雲主機的計算能力卻少有人去進行了解。從系統架構的角度去看,這樣做是沒有問題的,單臺雲主機的計算資源畢竟是有限度的,要滿足多變的應用需求,必須要有靈活的資源排程能力。
但是從使用者使用的角度講,多購買一臺雲主機就要多增加一份成本投入,提升虛機配置的成本因素也需要去進行考慮。因此,單臺雲主機計算效能的“含金量”問題,開始顯現出來了。
下面我們就來看一下,華為雲C3雲主機的計算效能:
由於雲主機大多采用的是Linux作業系統,因此在本次測試中,選用的是可以跨平臺使用的Geekbench測試工具來對華為雲C3雲主機進行測試。華為雲C3雲主機採用的是Intel 全新一代Xeon SkyLake CPU,CPU型號為6151、(為Intel的定製型號)。在雲主機配置上,我們選用的是4核16G記憶體。Geekbench測試結果如下:
Geekbench是通過一系列資料加密、資料壓縮、影象壓縮、圖形計算、指令碼處理和路徑計算的方式,對CPU的整數型別計算能力進行測試,並通過期權價格模似、影象的生成、銳化和模糊以及物理模擬、3D幾何場景描述類的浮點計算功能對CPU的浮點計算能力進行測試。並將各個測試結果綜合後,統一對CPU的整數計算和浮點計算能力進行打分。
考慮到單一的測試打分結果並不好對雲主機的計算能力進行分析。因此我們選用Geekbench網站上公佈的,採用同版本測試軟體測試並與本次測試雲主機配置相近的至強E3-1270 v5的測試結果和另一相同配置的主流雲主機進行Geekbench測試後結果進行綜合對比。
通過CPU綜合性能對比我們可以瞭解,雖然Xeon E3-1270 v5主頻高達4.0GHz,並且還有超執行緒技術助力,但也只是在單核CPU的整數效能上略勝華為雲C3雲主機一籌,在單核CPU浮點效能上和多核CPU整數、浮點效能上均被華為雲的C3雲主機超出。華為雲C3雲主機和參與對比的,同樣採用Xeon SkyLake CPU的同配置雲主機相對比時,更有著14.8%的效能優勢。而我們在對比中,也並未選用多核CPU處理效能過低的雲主機來進行對比。
Geekbench整數測試分類線圖
Geekbench浮點測試分類線圖
為了對Geekbench的測試結果進行核驗,我們對Geekbench的整數和浮點測試分類細項測試結果也進行了整理對比。在對比結果線圖上,也基本上呈現出和綜合性能打分相近的結果——三者的測試結果比較相近,華為雲C3雲主機與Xeon E3-1270 v5的單項測試結果互有勝出,單核結果Xeon E3-1270 v5比較有優勢,多核結果則是華為雲C3雲主機更加出色。
由此可知,在計算效能方面,華為雲C3雲主機不但具備出色的雲主機計算效能,甚至與物理伺服器相對比,也有著不凡的效能表現。
記憶體效能
除了CPU計算能力之外,在應用處理時,需要呼叫的資料資訊大多需要在記憶體中進行快取。記憶體頻寬不足,資料傳輸不能儘快向多核CPU上進行分發,也會對多核處理器的計算能力產生影響。因此記憶體的呼叫和資料處理效能,也是雲端計算處理能力的一個重要測試指標。
在記憶體測試中,雲能力評估小組選用了測試工具Stream,並利用64M的大頁面來對華為雲C3雲主機和對比公有云主機進行了測試,測試公有云平臺依然選用的是四核16G雲主機。
Stream在對記憶體頻寬進行測試的時候會進行四種操作:Copy、Scale、Add、Triad。
Copy,先訪問一個記憶體單元讀出其中的值,再將值寫入到另一個記憶體單元。
Scale,從記憶體單元讀出其中的值,作一個乘法運算,再將結果寫入到另一個記憶體單元。
Add,從記憶體單元讀出兩個值,做加法運算,再將結果寫入到另一個記憶體單元。
Triad,是將上面三個操作組合起來。
從記憶體頻寬效能對比的柱狀圖我們可以看出,華為雲C3雲主機的儲存頻寬效能最好,參與對比的雲主機為次,雙方有大約5%左右的效能差距。
儲存效能
系統記憶體的容量畢竟有限,對於資料的儲存還是要依靠硬碟或者SSD來進行支援。接下來雲能力評估小組採用現在比較成熟的fio測試工具,利用4K塊大小和1M塊大小對華為雲C3雲主機和對照平臺大小為800G的SSD雲盤、高效雲盤和普通雲盤的IOPS和頻寬進行了測試。測試結果表格統計如下:
為了便於使用者檢視,我們將各項測試的高、低測試結果,在表格中以不同顏色進行區分。從中不難看出,在儲存效能中,華為雲各項測試成績依然領先。參與對比的雲主機無論在頻寬效能還是IOPS方面與華為雲相對比,均有一定的效能差距。
但這裡需要說明的是,從儲存測試結果來看,參與對照平臺有明顯的限速情況。對雲端計算資源的合理控制,雲能力評估小組始終是抱以一種支援的態度的。雲端計算系統雖然可以組建的非常龐大,但其內部每個節點可提供的資源畢竟是有限制的,合理對內部資源進行控制比如當前儲存的IO傳輸速率和儲存頻寬,有利於雲端計算整體穩定性和可靠性的提升。但是由於目前尚缺乏統一的儲存資料傳輸效能評估標準,因此尚無法對雲端儲存效能限速進行合理評判。以後有機會雲能力評估小組也會再嘗試與相關廠商進行進一步溝通,力爭儘早對雲端儲存應用效能整理出一個合理的判斷基準。
網路效能
去年雖然我們已經進行過了一次公有云主機的網路和網路應用效能評測,但是對華為雲有所疏忽。這次藉著對新CPU處理能力評測的機會,也重新對華為雲C3雲主機的網路和網路應用效能進行了一次測試。並且還是選擇上面測試中同一公有云廠商產品進行效能對比。
從網路效能的測試成績來看,華為雲C3雲主機充分繼承了其網路技術起家的優良傳統。不但為被測雲主機分配了近2Gbps的內部傳輸網路頻寬,在網路的資料包轉發能力上,居然還達到了接近小包線速的超高轉發效能。而且在TCP_RR和TCP_CRR的測試中測試成績也是大幅度的領先。但是正如上次網路和網路應用測試中所分析的一樣,在正常網路應用中很少會出現如此高的網路應用需求,如此高的網路效能配置是否會帶來雲端計算系統資源的浪費還有待去更深入的進行了解。通常網路應用中的資料包轉發速率在每10Mbps頻寬下提供2KPPS左右的資料包轉發速率基本上就可以滿足絕大部分的應用需求了。因此參與對比的雲主機在網路層的轉發效能目前是完全可以滿足正常網路的應用,並留有了一定的轉發效能餘量了。當然對於雲主機的使用者而言,同樣的價格區間內,更高更好的網路效能也完全是喜聞樂見的一個事情,同時隨著高併發應用的增加,對網路層的轉發效能的要求也在不斷提升。目前看來華為雲同配置的雲主機價格還是這三個公有云中最有優勢的一個,這就不得不讓人由衷地佩服了,希望在今後這種優勢依然可以得到保持。
雲端計算需要為其打下更堅實的技術基礎
通過這次雲主機基礎效能測試,我們可以看到華為雲可謂“後來者居上”,無論是在計算效能、記憶體效能、儲存效能還是網路效能上,均以十分明顯的優勢領先於其它相對比產品。但是在網路效能方面,過高的效能配置是否會造成整體資源的浪費還有待進一步瞭解。
當然,在網路和儲存方面,我們一直在孜孜不倦地追求更大的頻寬和更高的處理效能,但在雲端計算領域,統籌的規劃來確保整個雲系統的有效運營同樣重要。在這方面,經驗彌足珍貴,而這無法依靠效能指標進行評判。選購雲服務的小夥伴需要參照資料再進行綜合考慮。
雖然雲端計算已經有了十多年的技術發展,但是新硬體、新技術、新應用依然是層出不窮。一時的領先但疏忽了對新技術的掌握,可能瞬間就被超越。只有在不斷的應用技術積累的情況下,不停夯實自身的技術基礎,才可以走的更遠。目前領先者也不能驕傲,雲端計算的技術征程才是剛剛起行,只有在實際的使用者應用中不斷地摔打,最後站立著的才能笑傲群雄。
雲能力評估小組也將再接再厲,繼續將使用者所關注的各類雲端計算應用專案,通過產品測試的形式更多的向大家進行展示。