華為云C3云主機全新一代CPU云計算處理能力大揭秘

　　在云計算的虛擬系統中，網(wǎng)絡(luò )的數據轉發(fā)、存儲的數據傳輸乃至于整套云計算系統的管理控制，均需要依靠CPU的運算處理能力進(jìn)行支撐。這些運算資源的消耗，都會(huì )對云計算系統的計算能力產(chǎn)生影響。然而在云計算的IaaS層，計算、存儲、網(wǎng)絡(luò )又是決定上層各類(lèi)新興云服務(wù)和客戶(hù)業(yè)務(wù)穩定、高效運營(yíng)的基石，是一個(gè)云計算系統的核心競爭力。因此，云計算系統的計算能力也成為了云能力評估小組所關(guān)注的重點(diǎn)項目之一。

　　借著(zhù)華為云近期推出新一代采用Xeon SkyLake CPU C3系列云主機產(chǎn)品的機會(huì )，云能力評估小組展開(kāi)了“新一代至強處理器在云計算系統中運算處理能力”的評測活動(dòng)。下面我們就來(lái)看一下，在傳統網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲上均有扎實(shí)技術(shù)積累的華為，在虛擬化的云計算系統中是否會(huì )有同樣的技術(shù)實(shí)力展現。

　　在本次華為云C3云主機測試項目上，除了云計算IaaS層最主要的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò )性能之外，還對云主機的內存帶寬同樣進(jìn)行了測試。在計算性能方面，我們選擇用的是可以跨平臺使用的性能測試軟件Geekbench來(lái)對CPU的整數、浮點(diǎn)運算處理能力進(jìn)行測試。在存儲性能方面，通過(guò)fio對存儲產(chǎn)品的傳輸速率（IOPS）和帶寬進(jìn)行測試。在內存性能方面利用stream對內存帶寬進(jìn)行測試。在網(wǎng)絡(luò )性能測試中，我們還繼續沿用Netperf對網(wǎng)絡(luò )帶寬和網(wǎng)絡(luò )連接處理性能進(jìn)行測試，并利用Iperf對網(wǎng)絡(luò )的數據包轉發(fā)性能進(jìn)行測試。具體測試結果如下：

　　提起云主機的計算性能，現在談的最多的是Scale Up、Scale Out的橫、縱向擴展和計算資源的靈活復用，單臺云主機的計算能力卻少有人去進(jìn)行了解。從系統架構的角度去看，這樣做是沒(méi)有問(wèn)題的，單臺云主機的計算資源畢竟是有限度的，要滿(mǎn)足多變的應用需求，必須要有靈活的資源調度能力。

　　但是從用戶(hù)使用的角度講，多購買(mǎi)一臺云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(jìn)行考慮。因此，單臺云主機計算性能的“含金量”問(wèn)題，開(kāi)始顯現出來(lái)了。

　　由于云主機大多采用的是Linux操作系統，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(lái)對華為云C3云主機進(jìn)行測試。華為云C3云主機采用的是Intel 全新一代Xeon SkyLake CPU，CPU型號為6151、（為Intel的定制型號）。在云主機配置上，我們選用的是4核16G內存。Geekbench測試結果如下：

　　CPU綜合性性-Geekbench

　　Geekbench是通過(guò)一系列數據加密、數據壓縮、圖像壓縮、圖形計算、腳本處理和路徑計算的方式，對CPU的整數類(lèi)型計算能力進(jìn)行測試，并通過(guò)期權價(jià)格模似、圖像的生成、銳化和模糊以及物理仿真、3D幾何場(chǎng)景描述類(lèi)的浮點(diǎn)計算功能對CPU的浮點(diǎn)計算能力進(jìn)行測試。并將各個(gè)測試結果綜合后，統一對CPU的整數計算和浮點(diǎn)計算能力進(jìn)行打分。

　　考慮到單一的測試打分結果并不好對云主機的計算能力進(jìn)行分析。因此我們選用Geekbench網(wǎng)站上公布的，采用同版本測試軟件測試并與本次測試云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云主機進(jìn)行Geekbench測試后結果進(jìn)行綜合對比。

　　通過(guò)CPU綜合性能對比我們可以了解，雖然Xeon E3-1270 v5主頻高達4.0GHz，并且還有超線(xiàn)程技術(shù)助力，但也只是在單核CPU的整數性能上略勝華為云C3云主機一籌，在單核CPU浮點(diǎn)性能上和多核CPU整數、浮點(diǎn)性能上均被華為云的C3云主機超出。華為云C3云主機和參與對比的，同樣采用Xeon SkyLake CPU的同配置云主機相對比時(shí)，更有著(zhù)14.8%的性能優(yōu)勢。而我們在對比中，也并未選用多核CPU處理性能過(guò)低的云主機來(lái)進(jìn)行對比。

　　Geekbench整數測試分類(lèi)線(xiàn)圖

　　Geekbench浮點(diǎn)測試分類(lèi)線(xiàn)圖

　　為了對Geekbench的測試結果進(jìn)行核驗，我們對Geekbench的整數和浮點(diǎn)測試分類(lèi)細項測試結果也進(jìn)行了整理對比。在對比結果線(xiàn)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，華為云C3云主機與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(yōu)勢，多核結果則是華為云C3云主機更加出色。

　　由此可知，在計算性能方面，華為云C3云主機不但具備出色的云主機計算性能，甚至與物理服務(wù)器相對比，也有著(zhù)不凡的性能表現。

　　除了CPU計算能力之外，在應用處理時(shí)，需要調用的數據信息大多需要在內存中進(jìn)行緩存。內存帶寬不足，數據傳輸不能盡快向多核CPU上進(jìn)行分發(fā)，也會(huì )對多核處理器的計算能力產(chǎn)生影響。因此內存的調用和數據處理性能，也是云計算處理能力的一個(gè)重要測試指標。

　　在內存測試中，云能力評估小組選用了測試工具Stream，并利用64M的大頁(yè)面來(lái)對華為云C3云主機和對比公有云主機進(jìn)行了測試，測試公有云平臺依然選用的是四核16G云主機。

　　Stream在對內存帶寬進(jìn)行測試的時(shí)候會(huì )進(jìn)行四種操作：Copy、Scale、Add、Triad。

　　從內存帶寬性能對比的柱狀圖我們可以看出，華為云C3云主機的存儲帶寬性能最好，參與對比的云主機為次，雙方有大約5%左右的性能差距。

　　系統內存的容量畢竟有限，對于數據的存儲還是要依靠硬盤(pán)或者SSD來(lái)進(jìn)行支持。接下來(lái)云能力評估小組采用現在比較成熟的fio測試工具，利用4K塊大小和1M塊大小對華為云C3云主機和對照平臺大小為800G的SSD云盤(pán)、高效云盤(pán)和普通云盤(pán)的IOPS和帶寬進(jìn)行了測試。測試結果表格統計如下：

　　為了便于用戶(hù)查看，我們將各項測試的高、低測試結果，在表格中以不同顏色進(jìn)行區分。從中不難看出，在存儲性能中，華為云各項測試成績(jì)依然領(lǐng)先。參與對比的云主機無(wú)論在帶寬性能還是IOPS方面與華為云相對比，均有一定的性能差距。

　　但這里需要說(shuō)明的是，從存儲測試結果來(lái)看，參與對照平臺有明顯的限速情況。對云計算資源的合理控制，云能力評估小組始終是抱以一種支持的態(tài)度的。云計算系統雖然可以組建的非常龐大，但其內部每個(gè)節點(diǎn)可提供的資源畢竟是有限制的，合理對內部資源進(jìn)行控制比如當前存儲的IO傳輸速率和存儲帶寬，有利于云計算整體穩定性和可靠性的提升。但是由于目前尚缺乏統一的存儲數據傳輸性能評估標準，因此尚無(wú)法對云存儲性能限速進(jìn)行合理評判。以后有機會(huì )云能力評估小組也會(huì )再?lài)L試與相關(guān)廠(chǎng)商進(jìn)行進(jìn)一步溝通，力爭進(jìn)早對云存儲應用性能整理出一個(gè)合理的判斷基準。

　　去年雖然我們已經(jīng)進(jìn)行過(guò)了一次公有云主機的網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )應用性能評測，但是對華為云有所疏忽。這次借著(zhù)對新CPU處理能力評測的機會(huì )，也重新對華為云C3云主機的網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )應用性能進(jìn)行了一次測試。并且還是選擇上面測試中同一公有云廠(chǎng)商產(chǎn)品進(jìn)行性能對比。
 

　　從網(wǎng)絡(luò )性能的測試成績(jì)來(lái)看，華為云C3云主機充分繼承了其網(wǎng)絡(luò )技術(shù)起家的優(yōu)良傳統。不但為被測云計機分配了近2Gbps的內部傳輸網(wǎng)絡(luò )帶寬，在網(wǎng)絡(luò )的數據包轉發(fā)能力上，居然還達到了接近小包線(xiàn)速的超高轉發(fā)性能。而且在TCP_RR和TCP_CRR的測試中測試成績(jì)也是大幅度的領(lǐng)先。但是正如上次網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )應用測試中所分析的一樣，在正常網(wǎng)絡(luò )應用中很少會(huì )出現如此高的網(wǎng)絡(luò )應用需求，如此高的網(wǎng)絡(luò )性能配置是否會(huì )帶來(lái)云計算系統資源的浪費還有待去更深入的進(jìn)行了解。通常網(wǎng)絡(luò )應用中的數據包轉發(fā)速率在每10Mbps帶寬下提供2KPPS左右的數據包轉發(fā)速率基本上就可以滿(mǎn)足絕大部分的應用需求了。因此參與對比的云主機在網(wǎng)絡(luò )層的轉發(fā)性能目前是完全可以滿(mǎn)足正常網(wǎng)絡(luò )的應用，并留有了一定的轉發(fā)性能余量了。當然對于云主機的用戶(hù)而言，同樣的價(jià)格區間內，更高更好的網(wǎng)絡(luò )性能也完全是喜聞樂(lè )見(jiàn)的一個(gè)事情，同時(shí)隨著(zhù)高并發(fā)應用的增加，對網(wǎng)絡(luò )層的轉發(fā)性能的要求也在不斷提升。目前看來(lái)華為云同配置的云主機價(jià)格還是這三個(gè)公有云中最有優(yōu)勢的一個(gè)，這就不得不讓人由衷的佩服了，希望在今后這種優(yōu)勢依然可以得到保持。

　　通過(guò)這次云主機基礎性能測試，我們可以看到華為云可謂“后來(lái)者居上”，無(wú)論是在計算性能、內存性能、存儲性能還是網(wǎng)絡(luò )性能上，均以十分明顯的優(yōu)勢領(lǐng)先于其它相對比產(chǎn)品。但是在網(wǎng)絡(luò )性能方面，過(guò)高的性能配置是否會(huì )造成整體資源的浪費還有待進(jìn)一步了解。

　　當然，在網(wǎng)絡(luò )和存儲方面，我們一直在孜孜不倦的追求更大的帶寬和更高的處理性能，但在云計算領(lǐng)域，統籌的規劃來(lái)確保整個(gè)云系統的有效運營(yíng)同樣重要。在這方面，經(jīng)驗彌足珍貴，而這無(wú)法依靠性能指標進(jìn)行評判。選購云服務(wù)的小伙伴需要參照數據再進(jìn)行綜合考慮。

　　雖然云計算已經(jīng)有了十多年的技術(shù)發(fā)展，但是新硬件、新技術(shù)、新應用依然是層出不窮。一時(shí)的領(lǐng)先但疏忽了對新技術(shù)的掌握，可能瞬間就被超越。只有在不斷的應用技術(shù)積累的情況下，不停夯實(shí)自身的技術(shù)基礎，才可以走的更遠。目前領(lǐng)先者也不能驕傲，云計算的技術(shù)征程才是剛剛起行，只有在實(shí)際的用戶(hù)應用中不斷的摔打，最后站立著(zhù)的才能笑傲群雄。

　　云能力評估小組也將再接再厲，繼續將用戶(hù)所關(guān)注的各類(lèi)云計算應用項目，通過(guò)產(chǎn)品測試的形式更多的向大家進(jìn)行展示。