高性能 AMD クラウド ホストを選択するにはどうすればよいでしょうか? AWS、Google Cloud、UCloud、Tencent Cloud テストコンテスト

近年、クラウドコンピューティング、ビッグデータ、人工知能などのテクノロジーの急速な発展に伴い、データセンターのコンピューティング能力もますます大きな課題に直面しています。データセンターにおける CPU プロセッサの選択に関しては、AMD は最新世代の EYPC プロセッサの強力なパフォーマンス、低消費電力、低コストにより、主流のクラウド ベンダーの支持を徐々に獲得してきました。

AWS、Google Cloud、UCloud、Azure、IBM Cloud、Tencent CloudなどのクラウドプロバイダーがAMD EYPC CPUをベースにしたクラウドホストを立ち上げており、クラウドベンダーの先駆者であると報じられています。

ユーザーがさまざまなクラウドプロバイダーの AMD クラウドホストのパフォーマンスの違いを直感的に比較できるようにするため、2020 年 5 月初旬、CIO Times Academy は市場で主流となっているいくつかの AMD クラウドホストでテストを開始しました。このテストにおける AMD クラウド ホストは、可能な限り同一のテスト環境を維持しながら、客観的かつ公平なテスト データを提供し、技術的な観点から異なるメーカーの AMD クラウド ホストのパフォーマンス (CPU、ディスク、ネットワークなど) と費用対効果の評価と分析を行います。

1. 選択手順

テストに参加しているAMDクラウドホストモデルは、国内ではUCloud Fast AMD、Tencent Cloud SA2、海外ではAWS m5aとGoogle Cloud n2dで​​す。高性能クラウド ホストの一般的な構成の中で、4 つのクラウド ベンダー向けに 8 コア 32G および 2000G データ ディスクを選択しました。次の図は、具体的な構成情報を示しています。

2. 試験方法

このテストでは、主に Unixbench パフォーマンス テスト ツール、Pi テスト、FIO、Netperf などのテスト方法を使用して、クラウド ホストの CPU パフォーマンス、ディスク パフォーマンス、イントラネット品質をテストします。さらに、Nginx、MySQL、ClickHouse という 3 つの一般的なアプリケーション シナリオでテスト比較も実施します。

このレポートの各テスト指標では、最終データとして 3 回のテストの平均値が使用され、クラウド ホストは各テストの後、次のテストの前に 8 時間以上アイドル状態で実行する必要があります。

3. 実際の性能検査

4 つの AMD クラウド ホスト間のパフォーマンスの違いをより明確かつ直感的に示すために、CPU 時間消費、ディスク IOPS、パケット転送 PPS、TPS/QPS など、いくつかの重要な技術指標をテスト結果から抽出して参考として提供しています。

1. CPUパフォーマンス

CPU は、クラウド ホスト オペレーティング システムの安定した動作の基盤です。 CPU の実行時間は、クラウド ホストのパフォーマンスを大きく左右します。同じテスト環境で、bc コマンドを使用して、小数点以下 5000 桁の浮動小数点演算を実行します。テスト時間が短いほど、パフォーマンスは向上します。 AMD EYPC プロセッサを搭載した 4 つのクラウド ホスト間で CPU パフォーマンスに違いはありますか?調べてみましょう:

上図から、8コアCPUでPIを計算すると、UCloudが16.54秒と最も短く、AWSが21.11秒と最も長く、Tencent CloudとGoogle Cloudはそれぞれ17.42秒と18.02秒でそれほど差がないことが直感的にわかります。 Tencent CloudやGoogle Cloudと比較すると、UCloudはCPU消費を0.88秒から1.48秒削減し、AWSと比較して実行時間を約4.57秒節約できます。他の 3 つと比較すると、UCloud の AMD クラウド ホストは CPU パフォーマンスを最大 21.6% 向上できることがわかります。

2. ディスクパフォ​​ーマンス

クラウド ホスト ストレージのパフォーマンスに関しては、IOPS と IO レイテンシはディスク パフォーマンスを測定するための重要な指標です。理論的には、IOPS が大きいほど良く、レイテンシが低いほど良いです。このテストでは、FIO ツールの libaio エンジン テストを使用し、ブロック サイズを 4k に設定し、テストによって生成されたファイル サイズは 200G でした。ここでは主に、キューの深さがそれぞれ 1*1 と 7*16 の場合の 1 秒あたりのランダム読み取りおよび書き込み操作の数とディスクの平均レイテンシを観察します。

図9: キュー深度7*16でのディスクランダム読み取りと書き込みの詳細データテーブル

データ チャートから、キューの深さが 1*1 と 7*16 の場合、IOPS と平均レイテンシにおいて UCloud が明らかに優位であるのに対し、他の 3 つはあまり差がないことがわかります。キュー深度が1*1の場合、UCloudのランダム読み取り量は2位のAWSの2.5倍、ランダム書き込み量は後続のTencent Cloudの10倍です。キューの深さが 7*16 の場合でも、UCloud のランダム読み取りおよび書き込み機能は依然として優れており、2 位の Tencent Cloud の 4 倍です。 AWS と Google Cloud は比較的近いですが、どちらも理想的ではありません。

3. ネットワークパフォーマンス

クラウド ホストによって 1 秒あたりに処理されるネットワーク パケットの数は、イントラネットのパフォーマンスの中心的な指標です。イントラネット環境のネットワーク状態は、サービス間の相互作用に直接影響します。このイントラネット パフォーマンス テストでは、Netperf ネットワーク パフォーマンス テスト ツールを使用し、8 台の補助マシンと 1 台のテスト マシンを介して、UDP プロトコル + スモール パケット (スモール パケットのサイズは 1 バイト) を使用して、同じ条件下で、テスト マシンが 1 秒あたりに受信したパケットの数をカウントしました。次に、これら 4 つのクラウド ホストのパフォーマンスを見てみましょう。

図 10: イントラネットで 1 秒あたりに受信されるパケットの平均数 (多い順から少ない順に並べた)

一般的に、クラウド ホストが 1 秒あたりに受信する小さなパケットの数が多いほど、イントラネットの品質は向上します。上図のテスト結果によると、UCloud は 1 秒あたりに受信する小さなパケットの数が最も多く、約 378 万 6,400 パケットで、これは Tencent Cloud の 2.5 倍です。 Google Cloud、AWS、Tencent Cloud の 3 つのクラウド プラットフォームは、1 秒あたり約 150 万～180 万パケットを受信します。数値の差はそれほど大きくなく、改善の余地は大いにあります。

4. 特定のシーンのパフォーマンス

Nginx テスト

Nginx は、高性能な HTTP およびリバース プロキシ Web サーバーであり、Web サイト ポータル ユーザーにとって第一の選択肢です。 Nginx は非常に強力な同時実行機能を備えているため、オペレーターのホストのネットワーク機能に対する要件が非常に高くなります。サーバーの負荷耐性は、Nginx によって 1 秒あたりに処理されるリクエストの数に基づいて確認できます。

テストには腹筋ストレステストツールを使用します。 ab ツールは、複数の同時アクセス スレッドを作成して、複数の訪問者が同時に URL アドレスにアクセスすることをシミュレートできます。その原理はCC攻撃と似ています。したがって、このような高同時実行テストでは、1 秒あたりに処理されるリクエストの数が多いほど、パフォーマンスは向上します。単一のリクエスト時間とテスト時間が短いほどパフォーマンスが向上し、アクセス リクエストの損失も少なくなります。

上記のグラフは、ab ストレス テストのリクエスト数 200 万、同時リクエスト数 500 に基づく平均データを示しています。このストレス テストでは、UCloud がすべての指標で最高のパフォーマンスを発揮し、他のクラウド プラットフォームをはるかに上回っていることは明らかです。 1秒あたりに処理されるリクエスト数で見ると、UCloudはTencent Cloudの2倍であり、Google Cloud、AWS、Tencent Cloudはそれぞれ2位、3位、4位にランクされています。単一のリクエスト時間とテスト時間に関して言えば、UCloud は他の 3 つの約 3 分の 1 しかかかりません。

MySQL テスト

MySQL データベースのパフォーマンス状態は通常、サーバーの CPU、メモリ、ディスクのパフォーマンスを反映しますが、クラウド ホストのパフォーマンスの違いもより適切に反映します。 sysbench ベンチマーク ツールを使用して、データベース内のテーブルに 2,000 万のデータを格納し、同時に 500 のスレッドを開始したところ、1 秒あたりのリクエスト数 (QPS) と 1 秒あたりのトランザクション数 (TPS) が大きいほど、パフォーマンスが向上するという結果が得られました。テスト時間と平均レイテンシが短いほど、パフォーマンスは向上します。

図 13: MySQL QPS の比較 (最大から最小の順に並べた)

QPS と TPS は、データベースのパフォーマンスを測定するための重要な指標であり、クラウド ホストのパフォーマンスを直接反映するものでもあります。上図のテストデータによると、MySQL シナリオでは、UCloud の QPS と TPS のリクエスト数はともにトップで、続いて Tencent Cloud が 2 位、AWS と Google Cloud がそれぞれ 3 位と 4 位となっています。計算によると、UCloud クラウド ホストの QPS と TPS は、他の 3 つよりも約 38% ～ 70% 高くなります。

ClickHouse テスト

ClickHouse は、サーバー上の利用可能なすべてのリソースを使用して、大規模なクエリを最も自然な方法で並列処理する、オンライン分析処理 (OLAP) 用の列指向データベース管理システムです。 ClickHouseは、ビッグデータ分析や処理ビジネスに多くのユーザーに利用されてきました。したがって、ClickHouse のサポート機能は、クラウド ホストのパフォーマンスが良好かどうかを反映する重要な要素でもあります。

クラウド ホストに ClickHouse19 のスタンドアロン バージョンをインストールし、ClickHouse でデータ グループ化クエリを実行しました。テスト データ セットは、オンタイム、16G、1 億 8,395 万行でした。次に最初の 10 個のデータを取得します。最終時間が短いほど、パフォーマンスは向上します。

上図からわかるように、UCloud は 2.067 秒と最も短い時間で、それに続く Tencent Cloud とそれほど差がありません。ただし、Google Cloud は最も時間がかかり、UCloud の最終的な時間消費は Google Cloud よりも約 42% 短くなります。

4. 総合的なコストパフォーマンス

パフォーマンススコア

前述の AMD クラウド ホストの基本的なパフォーマンス テストに加えて、このクラウド プラットフォームの AMD クラウド ホストの総合的なパフォーマンス (システム コール、読み取りと書き込み、プロセス、グラフィック テスト、2D、3D、計算など) をさらに実証するために、Unixbench ツールを使用してテストを実行し、比較用の直感的なデータを取得しました。

上図のテスト結果によると、8コアAMDクラウドホストの構成では、UCloudのパフォーマンススコアが約6720.4で最も高く、Tencent Cloudが5378.4のパフォーマンススコアで2位、AWSは3732.8のパフォーマンススコアで比較的低く、UCloudのパフォーマンススコアは他の3つよりも約25％〜80％高く、その優位性は依然として非常に明白であることがわかります。

価格について

4 つの AMD クラウド ホストのパフォーマンスの違いを十分に比較した後、ユーザーが次に最も気にする問題は価格です。次の図は、AMD をベースにした同じ構成のクラウド サーバーの月額料金を示しています。すべてのクラウドホストは、公式サイト上のリアルタイムの購入価格に基づいて記録されます。 AWSは年間価格を月額単価に換算したものです（注：海外クラウドベンダーの価格は為替変動の影響を受けるため、ここではテスト期間中のリアルタイム算出価格のみを表示しています）。

価格の観点から見ると、UCloud QuickJet AMD モデルは月額料金がわずか 1,960 元で、非常に大きな価格優位性があることがわかります。 Tencent Cloud SA2モデルの月額料金は2,985.5元で第2位であり、海外のGoogle CloudやAWSよりも有利であり、UCloudの料金は国内のTencent Cloudと比較して約34％節約できます。その中で、AWS m5aモデルは単価が最も高く、月額平均価格は12,140元（事前構成IOPSは20,000に設定）で、UCloudの高速AMDクラウドホストの約6倍です。

費用対効果

一般的に、総合的な性能が実際の価格に比例すると、ユーザーにとって選択が難しくなります。重要なのは、同じ予算内でクラウド ホストのパフォーマンスをいかに高めるかです。したがって、AMD クラウド ホストの価格と総合的なパフォーマンスの関係をより直感的に反映するために、コスト効率の式「コスト効率 = パフォーマンス スコア / 単価」を使用します。スコアが大きいほど、費用対効果が高くなります。コスト効率が高いということは、同じ価格でクラウド ホストのパフォーマンスが優れていることを意味します。

上図のデータを見ると、UCloud のコスト効率が 3.43 で最も高く、Tencent Cloud が 1.8 で 2 位、Google Cloud が 1.1 で 3 位、AWS のコスト効率が 0.31 と最も低いことがわかります。 UCloud のコスト効率は他の 3 つよりもはるかに優れていることがわかります。計算してみると、UCloudのコスト効率は2位のTencent Cloudの約1.9倍、海外のAWSの10倍にも達する。つまり、同じ価格で、UCloud の高速 AMD クラウド ホストを選択することで、最高のパフォーマンスを体験できます。

V. 評価の概要

このテストレポートでは、主に国内外の主流クラウドベンダーの 8 コア 32G AMD ベースのクラウドホスト (Tencent Cloud SA2 モデル、UCloud Kuaijie AMD モデル、AWS m5a モデル、Google Cloud n2d モデル) のパフォーマンス指標を比較および分析します。総合的な平均データから、4 つのクラウド プロバイダーの AMD クラウド ホストには、コスト効率、CPU パフォーマンス、ディスク パフォーマンス、イントラネット品質のいずれの点でも、それぞれ長所と短所があることがわかります。しかし全体的に、UCloud クラウド ホストは、このテストのすべてのテスト結果で優れたパフォーマンスを発揮しました。ユーザーは実際の選択を行う際に、上記のテスト結果と詳細データを総合的に考慮し、実際の購入ニーズに基づいて選択決定を行うことができます。