本次測試的 AMD 型雲主機在保持儘量相同的測試環境下，提供客觀公正的測試數據，從技術層面對不同廠商的 AMD 雲主機進行性能（CPU、磁盤、網絡等）與性價比測評分析。
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作者：CIO時代
近年來，在雲計算、大數據和人工智能等技術的快速發展下，數據中心的計算能力也面臨着越來越高的挑戰。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勢逐漸贏得主流雲廠商的青睞。
據悉，AWS、谷歌雲、UCloud、Azure、IBM Cloud、騰訊雲等雲商均已推出基於 AMD EYPC CPU 型的雲主機，屬於雲廠商中的先行者。
爲了便於用戶直觀比較不同雲商的 AMD 雲主機的性能差異，2020 年 5 月初，CIO 時代學院發起了針對市面上幾款主流的 AMD 雲主機測試。本次測試的 AMD 型雲主機在保持儘量相同的測試環境下，提供客觀公正的測試數據，從技術層面對不同廠商的 AMD 雲主機進行性能（CPU、磁盤、網絡等）與性價比測評分析。
一、選型說明
本次參與實測的 AMD 雲主機型號分別是國內的 UCloud 快傑型 AMD、騰訊雲 SA2，國外的 AWS m5a、Google 雲 n2d。在高性能雲主機的常用配置中，我們對四家雲商分別選擇了 8 核 32G 和 2000G 數據盤。下圖是具體的配置信息：
圖 1：雲主機配置詳情
二、測試方法
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，對雲主機的 CPU 性能、磁盤性能和內網質量等分別進行測試，此外還針對 Nginx、MySQL、ClickHouse 三種常見的應用場景做了測試比較。
本報告中的每項測試指標均以 3 次測試的平均值作爲最終數據，且雲主機每完成一次測試需空跑 8 小時以上再進行下一次測試。
圖 2：雲主機測試明細
三、實際性能考察
爲了更加清晰直觀的展示四款 AMD 雲主機的性能差異，我們摘取了本次測試結果中的幾個重要技術指標以供大家參考，包括 CPU 耗時、磁盤 IOPS、數據包轉發 PPS、TPS/QPS 等等。
1、CPU 性能
CPU 是雲主機操作系統穩定運行的根本，CPU 的運行時間在很大程度上決定了雲主機的性能。我們在相同測試環境下使用 bc 命令進行浮點運算，小數點後的位數爲 5000，測試耗時越短則表明性能越好。搭載了 AMD EYPC 處理器的四款雲主機，在 CPU 性能上是否有差距呢？我們來一探究竟：
圖 3：CPU 運算平均耗時（由短到長排列）
根據上圖我們可以直觀的看出，在 8 核 CPU 的情況下計算圓周率 PI 時，UCloud 耗時最短爲 16.54 秒，AWS 耗時最長爲 21.11 秒，騰訊雲和 Google 雲則相差不大，分別爲 17.42 秒和 18.02 秒。UCloud 相比騰訊雲和 Google 雲可減少 0.88 秒～ 1.48 秒的 CPU 耗時，比 AWS 可節省大約 4.57 秒的運行時間。由此可見，與另外三家對比，UCloud 的 AMD 雲主機在 CPU 性能上最高可提升 21.6%。
2、磁盤性能
在雲主機的存儲性能方面，IOPS 和 IO 時延作爲衡量磁盤性能的重要指標，理論上， IOPS 越大越好，時延越低越好。本次測試我們使用的 FIO 工具選擇了 libaio 引擎測試，塊大小配置爲 4k，測試生成的文件大小爲 200G。這裏我們主要觀察隊列深度分別爲 1*1 和 7*16 的情況下，磁盤每秒隨機讀寫的操作次數以及平均時延。
圖 4：隊列深度 1*1 的隨機讀寫
圖 5：隊列深度 1*1 的平均時延
圖 6：磁盤隨機讀寫於隊列深度 1*1 詳細數據表
圖 7：隊列深度 7*16 的隨機讀寫
圖 8：隊列深度 7*16 的平均時延
圖 9：磁盤隨機讀寫於隊列深度 7*16 詳細數據表
由數據圖表可見，在隊列深度 1*1 和 7*16 時，UCloud 的 IOPS 和平均時延都具有明顯優勢，而其他三家相差不大。在隊列深度爲 1*1 時，UCloud 隨機讀的數量是排名第二的 AWS 的 2.5 倍，而隨機寫的數量更是比排名靠後的騰訊雲高出 10 倍。在隊列深度爲 7*16 時，UCloud 隨機讀寫能力依然表現突出，是排名第二的騰訊雲的 4 倍，AWS 和 Google 雲比較接近，均不太理想。
3、網絡性能
雲主機每秒所處理的網絡包數量是內網性能的核心指標，內網環境下的網絡情況直接會影響服務之間的交互。本次內網性能測試中，我們使用了 Netperf 網絡性能測試工具，通過 8 臺輔助機和 1 臺測試機，使用 UDP 協議+小包，小包大小爲 1 字節，在同等情況下，統計測試機每秒收到包的數量。下面，我們來看看這四款雲主機的表現：
圖 10：內網平均每秒收包數（由多到少排列）
通常情況下，雲主機每秒接受的小包數量越多，則表明內網質量越好。根據上圖測試結果可以看出，UCloud 每秒接受小包數量最多，約爲 378.64 萬個左右，相當於騰訊雲的 2.5 倍，而 Google 雲、AWS 和騰訊雲這三家雲平臺每秒接收數在 150-180 萬左右，其數量差距不是很大，都有較大提升空間。
4、特定場景表現
Nginx 測試
Nginx 是一個高性能的 HTTP 和反向代理 Web 服務器，是網站門戶用戶的首選。Nginx 具有併發能力非常強的特點，因此對運營商主機的網絡能力要求非常高。根據Nginx的每秒處理請求數，就可以看出服務器的抗壓能力。
我們使用 ab 壓測工具進行測試，ab 工具可以創建多個併發訪問線程，模擬多個訪問者同時對某一個 URL 地址進行訪問，其原理類似 CC 攻擊。因此，在這樣高併發的測試下每秒處理請求數越大表現越好，單請求耗時與測試耗時越少則表現越好，也意味着訪問請求丟失越少。
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 萬，一次併發請求數爲 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，遠超出其他雲平臺。在每秒處理請求數上，UCloud 高出騰訊雲 2 倍， Google 雲、AWS、騰訊雲分別位居第二、三、四位；在單請求耗時和測試耗時方面，UCloud 也僅佔其他三家的 1/3 左右時長。
MySQL 測試
MySQL 數據庫的性能狀態通常可以反映服務器的 CPU、內存和磁盤性能，也更能體現出雲主機的性能差異。我們使用 sysbench 基準測試工具對數據庫中一個表存放 2000 萬條數據，並同時開啓 500 個線程，得出結果數據：每秒請求數 QPS 與每秒事務數 TPS 越大，則表現越好；測試耗時與平均時延越小，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 作爲衡量數據庫性能的關鍵指標,也是雲主機性能的直接體現。根據上圖測試數據可以看出，在 MySQL 場景下，UCloud 的 QPS 和 TPS 請求數量均表現超前，騰訊雲緊隨其後排名第二， AWS 和 Google 雲分別位列第三、第四。經計算得出，UCloud 雲主機的 QPS 和TPS比其他三家均高出 38%～70% 左右的性能。
ClickHouse 測試
ClickHouse 是一個用於聯機分析處理（OLAP）的列式數據庫管理系統，會使服務器上一切可用的資源，以最自然的方式並行處理大型查詢。ClickHouse 目前已經被很多用戶應用於大數據分析處理業務上，因而對 ClickHouse 的支持能力，同樣是雲主機性能是否良好的一個重要體現。
我們在雲主機上安裝單機版本 ClickHouse19，在 ClickHouse 上做數據分組查詢，測試數據集：ontime，16G，183.95 百萬行。然後取前 10 條數據，最終耗時越短，則表現越好。
圖 16：ClickHouse 測試耗時（由短到長排列）
根據上圖可以看出，UCloud 耗時最短爲 2.067 秒，與緊隨其後的騰訊雲差距不是很大，但 Google 雲耗時最長，且 UCloud 最終耗時比 Google 雲可降低大約 42%。
四、綜合性價比考察
性能得分
除了上文所述的 AMD 雲主機各項基礎性能測試外，爲了進一步展現該雲平臺 AMD 雲主機的綜合性能(如系統調用、讀寫、進程、圖形化測試、2D、3D、運算等)，我們利用 Unixbench 工具進行測試，得出一個直觀的數據來進行對比。
圖 17：雲主機平均性能得分（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雲主機的配置下，UCloud 性能得分最高約爲 6720.4，騰訊雲排名第二，性能得分爲 5378.4， AWS 相對較低，性能得分爲 3732.8，且 UCloud 性能得分比其他三家分別高出約 25%～80%，優勢還是非常明顯的。
關於價格
在充分比較了四款 AMD 雲主機的性能差異後，接下來就是用戶最爲關心的問題——價格。下圖我們是以 AMD 爲前提下選擇相同配置的雲服務器的每月價格，所有云主機都是以官網實時購買價格進行記錄，其中 AWS 是年付價格折算成每月單價（備註：由於國外雲廠商的價格受匯率波動的影響，這裏僅顯示本次測試期間的實時覈算價格）。
圖 18：雲主機單價對比（價格由高到低）
從價格上來看，我們可以比較明顯的看到，UCloud 快傑型 AMD 機型在價格上有非常大的優勢，每月價格僅爲 1960 元；騰訊雲 SA2 機型的每月價格爲 2985.5 元排名第二，均比國外的 Google 雲和 AWS 優惠，且 UCloud 價格與國內騰訊雲相比還可以節省約 34%。其中 AWS m5a 機型的單價最高，平均每月價格折算下來要花費 12140 元（預配置 IOPS 設爲 2 萬），是 UCloud 快傑型 AMD 雲主機的 6 倍左右。
性價比
通常情況下，如果綜合性能與實際價格成正比的話，用戶是很難作出選擇的。如何在相同預算內獲得更高的雲主機性能是關鍵。因此，爲了更能直觀的體現出 AMD 雲主機的價格與綜合性能之間的關係，我們根據性價比公式：性價比=性能得分/單價, 得分數據越大，性價比越高，性價比高則反映了在價格相同的情況下雲主機性能越好。
圖 19：雲主機性價比排行（由高到低）
圖 20：雲主機性價比詳細數據表
根據上圖數據，我們可以明顯看出 UCloud 的性價比最高爲 3.43，騰訊雲排名第二爲 1.8，Google 雲排名第三爲 1.1，而 AWS 性價比最低僅有 0.31。由此可見，UCloud 性價比也遠超其他三家，經計算，UCloud 性價比大約是排名第二的騰訊雲的 1.9 倍，甚至比國外 AWS 高出 10 倍。也就是說花同樣的價錢，選擇 UCloud 快傑型 AMD 雲主機可以收穫最高的性能體驗。
五、測評總結
本次測試報告主要針對國內外主流雲廠商的 8 核 32G 配置的 AMD 型雲主機：騰訊雲 SA2 機型、UCloud 快傑型 AMD 機型、AWS m5a 機型、Google 雲 n2d 機型的各項性能指標進行對比分析。綜合平均數據顯示，無論是在性價比，還是在 CPU 性能、磁盤性能、內網質量上，四家雲商的 AMD 雲主機都各有優劣。但是總體而言，UCloud 雲主機在此次測試中，各項測試結果都表現優異，用戶在實際選型時，可綜合考慮以上測試結果及詳細數據，並結合實際的採購需求進行選型決策。
