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　　近年來(lái)，在云計算、大數據和人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展下，數據中心的計算能力也面臨著(zhù)越來(lái)越高的挑戰。就數據中心的 CPU 處理器選擇而言，AMD 因其最新一代 EYPC 處理器的強勁性能、低功耗以及低成本的優(yōu)勢逐漸贏(yíng)得主流云廠(chǎng)商的青睞。

　　據悉，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，屬于云廠(chǎng)商中的先行者。

　　為了便于用戶(hù)直觀(guān)比較不同云商的 AMD 云主機的性能差異，2020 年 5 月初，CIO 時(shí)代學(xué)院發(fā)起了針對市面上幾款主流的 AMD 云主機測試。本次測試的 AMD 型云主機在保持盡量相同的測試環(huán)境下，提供客觀(guān)公正的測試數據，從技術(shù)層面對不同廠(chǎng)商的 AMD 云主機進(jìn)行性能（CPU、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò )等）與性?xún)r(jià)比測評分析。

　　本次參與實(shí)測的 AMD 云主機型號分別是國內的 UCloud 快杰型 AMD、騰訊云 SA2，國外的 AWS m5a、Google 云 n2d。在高性能云主機的常用配置中，我們對四家云商分別選擇了 8 核 32G 和 2000G 數據盤(pán)。下圖是具體的配置信息：

　　圖 1：云主機配置詳情

　　本次測試主要利用 Unixbench 性能測試工具、圓周率 Pi 測試、FIO、Netperf 等測試方法，對云主機的 CPU 性能、磁盤(pán)性能和內網(wǎng)質(zhì)量等分別進(jìn)行測試，此外還針對 Nginx、MySQL、ClickHouse 三種常見(jiàn)的應用場(chǎng)景做了測試比較。

　　本報告中的每項測試指標均以 3 次測試的平均值作為最終數據，且云主機每完成一次測試需空跑 8 小時(shí)以上再進(jìn)行下一次測試。

　　

　　圖 2：云主機測試明細

　　為了更加清晰直觀(guān)的展示四款 AMD 云主機的性能差異，我們摘取了本次測試結果中的幾個(gè)重要技術(shù)指標以供大家參考，包括 CPU 耗時(shí)、磁盤(pán) IOPS、數據包轉發(fā) PPS、TPS/QPS 等等。

　　CPU 是云主機操作系統穩定運行的根本，CPU 的運行時(shí)間在很大程度上決定了云主機的性能。我們在相同測試環(huán)境下使用 bc 命令進(jìn)行浮點(diǎn)運算，小數點(diǎn)后的位數為 5000，測試耗時(shí)越短則表明性能越好。搭載了 AMD EYPC 處理器的四款云主機，在 CPU 性能上是否有差距呢？我們來(lái)一探究竟：

　

　　圖 3：CPU 運算平均耗時(shí)（由短到長(cháng)排列）

　　根據上圖我們可以直觀(guān)的看出，在 8 核 CPU 的情況下計算圓周率 PI 時(shí)，UCloud 耗時(shí)最短為 16.54 秒，AWS 耗時(shí)最長(cháng)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 可節省大約 4.57 秒的運行時(shí)間。由此可見(jiàn)，與另外三家對比，UCloud 的 AMD 云主機在 CPU 性能上最高可提升 21.6%。

　　在云主機的存儲性能方面，IOPS 和 IO 時(shí)延作為衡量磁盤(pán)性能的重要指標，理論上， IOPS 越大越好，時(shí)延越低越好。本次測試我們使用的 FIO 工具選擇了 libaio 引擎測試，塊大小配置為 4k，測試生成的文件大小為 200G。這里我們主要觀(guān)察隊列深度分別為 1*1 和 7*16 的情況下，磁盤(pán)每秒隨機讀寫(xiě)的操作次數以及平均時(shí)延。

　　

　　圖 4：隊列深度 1*1 的隨機讀寫(xiě)

　　

　　圖 5：隊列深度 1*1 的平均時(shí)延

　　

　　圖 6：磁盤(pán)隨機讀寫(xiě)于隊列深度 1*1 詳細數據表

　　

　　圖 7：隊列深度 7*16 的隨機讀寫(xiě)

　　

　　圖 8：隊列深度 7*16 的平均時(shí)延

　　

　　圖 9：磁盤(pán)隨機讀寫(xiě)于隊列深度 7*16 詳細數據表

　　由數據圖表可見(jiàn)，在隊列深度 1*1 和 7*16 時(shí)，UCloud 的 IOPS 和平均時(shí)延都具有明顯優(yōu)勢，而其他三家相差不大。在隊列深度為 1*1 時(shí)，UCloud 隨機讀的數量是排名第二的 AWS 的 2.5 倍，而隨機寫(xiě)的數量更是比排名靠后的騰訊云高出 10 倍。在隊列深度為 7*16 時(shí)，UCloud 隨機讀寫(xiě)能力依然表現突出，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。

　　云主機每秒所處理的網(wǎng)絡(luò )包數量是內網(wǎng)性能的核心指標，內網(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。本次內網(wǎng)性能測試中，我們使用了 Netperf 網(wǎng)絡(luò )性能測試工具，通過(guò) 8 臺輔助機和 1 臺測試機，使用 UDP 協(xié)議+小包，小包大小為 1 字節，在同等情況下，統計測試機每秒收到包的數量。下面，我們來(lái)看看這四款云主機的表現：

　

　　圖 10：內網(wǎng)平均每秒收包數（由多到少排列）

　　通常情況下，云主機每秒接受的小包數量越多，則表明內網(wǎng)質(zhì)量越好。根據上圖測試結果可以看出，UCloud 每秒接受小包數量最多，約為 378.64 萬(wàn)個(gè)左右，相當于騰訊云的 2.5 倍，而 Google 云、AWS 和騰訊云這三家云平臺每秒接收數在 150-180 萬(wàn)左右，其數量差距不是很大，都有較大提升空間。

　　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(mén)戶(hù)用戶(hù)的首選。Nginx 具有并發(fā)能力非常強的特點(diǎn)，因此對運營(yíng)商主機的網(wǎng)絡(luò )能力要求非常高。根據Nginx的每秒處理請求數，就可以看出服務(wù)器的抗壓能力。

　　我們使用 ab 壓測工具進(jìn)行測試，ab 工具可以創(chuàng )建多個(gè)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)線(xiàn)程，模擬多個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者同時(shí)對某一個(gè) URL 地址進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，其原理類(lèi)似 CC 攻擊。因此，在這樣高并發(fā)的測試下每秒處理請求數越大表現越好，單請求耗時(shí)與測試耗時(shí)越少則表現越好，也意味著(zhù)訪(fǎng)問(wèn)請求丟失越少。

　　

　　圖 11：Nginx 平均每秒收包數（由多到少排列）

　　

　　圖 12：Nginx 測試詳細數據表

　　上圖是我們根據 ab 壓測請求數 200 萬(wàn)，一次并發(fā)請求數為 500 得出的平均數據，很明顯可以看出 UCloud 在這次壓力測試下，各項指標均表現最佳，遠超出其他云平臺。在每秒處理請求數上，UCloud 高出騰訊云 2 倍， Google 云、AWS、騰訊云分別位居第二、三、四位；在單請求耗時(shí)和測試耗時(shí)方面，UCloud 也僅占其他三家的 1/3 左右時(shí)長(cháng)。

　　MySQL 數據庫的性能狀態(tài)通常可以反映服務(wù)器的 CPU、內存和磁盤(pán)性能，也更能體現出云主機的性能差異。我們使用 sysbench 基準測試工具對數據庫中一個(gè)表存放 2000 萬(wàn)條數據，并同時(shí)開(kāi)啟 500 個(gè)線(xiàn)程，得出結果數據：每秒請求數 QPS 與每秒事務(wù)數 TPS 越大，則表現越好；測試耗時(shí)與平均時(shí)延越小，則表現越好。

　

　　圖 13：MySQL QPS 對比（由多到少排列）

　　

　　圖 14：MySQL TPS 對比（由多到少排列）

　　

　　圖 15：MySQL 測試詳細數據表

　　QPS 和 TPS 作為衡量數據庫性能的關(guān)鍵指標，也是云主機性能的直接體現。根據上圖測試數據可以看出，在 MySQL 場(chǎng)景下，UCloud 的 QPS 和 TPS 請求數量均表現超前，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)計算得出，UCloud 云主機的 QPS 和TPS比其他三家均高出 38%～70% 左右的性能。

　　ClickHouse 是一個(gè)用于聯(lián)機分析處理（OLAP）的列式數據庫管理系統，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(xún)。ClickHouse 目前已經(jīng)被很多用戶(hù)應用于大數據分析處理業(yè)務(wù)上，因而對 ClickHouse 的支持能力，同樣是云主機性能是否良好的一個(gè)重要體現。

　　我們在云主機上安裝單機版本 ClickHouse19，在 ClickHouse 上做數據分組查詢(xún)，測試數據集：ontime，16G，183.95 百萬(wàn)行。然后取前 10 條數據，最終耗時(shí)越短，則表現越好。

　　

　　圖 16：ClickHouse 測試耗時(shí)（由短到長(cháng)排列）

　　根據上圖可以看出，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(cháng)，且 UCloud 最終耗時(shí)比 Google 云可降低大約 42%。

　　除了上文所述的 AMD 云主機各項基礎性能測試外，為了進(jìn)一步展現該云平臺 AMD 云主機的綜合性能（如系統調用、讀寫(xiě)、進(jìn)程、圖形化測試、2D、3D、運算等），我們利用 Unixbench 工具進(jìn)行測試，得出一個(gè)直觀(guān)的數據來(lái)進(jìn)行對比。

　　

　　圖 17：云主機平均性能得分（由高到低排列）

　　根據上圖的測試結果，我們可以看到在8核AMD云主機的配置下，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)勢還是非常明顯的。

　　在充分比較了四款 AMD 云主機的性能差異后，接下來(lái)就是用戶(hù)最為關(guān)心的問(wèn)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，所有云主機都是以官網(wǎng)實(shí)時(shí)購買(mǎi)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(chǎng)商的價(jià)格受匯率波動(dòng)的影響，這里僅顯示本次測試期間的實(shí)時(shí)核算價(jià)格）。

　

　　圖 18：云主機單價(jià)對比（價(jià)格由高到低）

　　從價(jià)格上來(lái)看，我們可以比較明顯的看到，UCloud 快杰型 AMD 機型在價(jià)格上有非常大的優(yōu)勢，每月價(jià)格僅為 1960 元；騰訊云 SA2 機型的每月價(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)格與國內騰訊云相比還可以節省約 34%。其中 AWS m5a 機型的單價(jià)最高，平均每月價(jià)格折算下來(lái)要花費 12140 元（預配置 IOPS 設為 2 萬(wàn)），是 UCloud 快杰型 AMD 云主機的 6 倍左右。

　　性?xún)r(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(huà)，用戶(hù)是很難作出選擇的。如何在相同預算內獲得更高的云主機性能是關(guān)鍵。因此，為了更能直觀(guān)的體現出 AMD 云主機的價(jià)格與綜合性能之間的關(guān)系，我們根據性?xún)r(jià)比公式：性?xún)r(jià)比=性能得分/單價(jià)， 得分數據越大，性?xún)r(jià)比越高，性?xún)r(jià)比高則反映了在價(jià)格相同的情況下云主機性能越好。

　

　　圖 19：云主機性?xún)r(jià)比排行（由高到低）

　　

　　圖 20：云主機性?xún)r(jià)比詳細數據表

　　根據上圖數據，我們可以明顯看出 UCloud 的性?xún)r(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?xún)r(jià)比最低僅有 0.31。由此可見(jiàn)，UCloud 性?xún)r(jià)比也遠超其他三家，經(jīng)計算，UCloud 性?xún)r(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(shuō)花同樣的價(jià)錢(qián)，選擇 UCloud 快杰型 AMD 云主機可以收獲最高的性能體驗。

　　本次測試報告主要針對國內外主流云廠(chǎng)商的 8 核 32G 配置的 AMD 型云主機：騰訊云 SA2 機型、UCloud 快杰型 AMD 機型、AWS m5a 機型、Google 云 n2d 機型的各項性能指標進(jìn)行對比分析。綜合平均數據顯示，無(wú)論是在性?xún)r(jià)比，還是在 CPU  性能、磁盤(pán)性能、內網(wǎng)質(zhì)量上，四家云商的 AMD 云主機都各有優(yōu)劣。但是總體而言，UCloud 云主機在此次測試中，各項測試結果都表現優(yōu)異，用戶(hù)在實(shí)際選型時(shí)，可綜合考慮以上測試結果及詳細數據，并結合實(shí)際的采購需求進(jìn)行選型決策。