Mempercepat awan: Apa yang diharapkan ketika pergi ke awan asli

platform asli awan ampere: gabungan prestasi sempurna, kemampanan dan keberkesanan kos

Artikel ini adalah bahagian keempat siri pengkomputeran "mempercepatkan awan" Ampere Computing, yang meneroka banyak manfaat berpindah ke platform awan. Artikel sebelumnya telah menjelaskan perbezaan antara x86 seni bina dan platform awan asli dan pelaburan yang diperlukan untuk penghijrahan awan asli. Artikel ini akan memberi tumpuan kepada kelebihan yang dibawa oleh platform awan asli.

Kelebihan pemproses asli awan dalam pengkomputeran awan:

• Meningkatkan prestasi setiap rak dan setiap dolar
• Ramalan dan konsistensi yang dipertingkatkan
• Meningkatkan kecekapan
• skalabiliti yang dioptimumkan
• Kurangkan kos operasi

pemproses asli awan mencapai prestasi puncak

Tidak seperti seni bina x86 yang membawa sejumlah besar ciri warisan, pemproses asli Ampere Cloud direka untuk melaksanakan tugas -tugas aplikasi awan yang biasa. Ini meningkatkan prestasi beban kerja awan kritikal yang paling bergantung kepada perusahaan.

Rajah 1: Platform asli awan ampere melakukan lebih tinggi dalam beban kerja awan kritikal daripada platform x86. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

awan asli membawa kelajuan tindak balas, konsistensi dan kebolehprediksi yang lebih tinggi

Untuk aplikasi yang menyediakan perkhidmatan rangkaian, masa tindak balas permintaan pengguna adalah metrik prestasi utama. Kelajuan tindak balas bergantung kepada beban dan skalabiliti;

Walaupun prestasi puncak adalah penting, banyak aplikasi mesti memenuhi perjanjian tahap perkhidmatan tertentu (SLA), seperti bertindak balas dalam masa dua saat. Oleh itu, pasukan operasi awan biasanya mengukur kelajuan tindak balas menggunakan latensi p99 (iaitu, 99% permintaan mendapat masa tindak balas yang memuaskan pada masa itu).

Untuk mengukur latensi p99, kami meningkatkan bilangan permintaan kepada perkhidmatan untuk menentukan di mana 99% urus niaga masih selesai dalam SLA yang diperlukan. Ini membolehkan kita menilai kelebihan maksimum yang mungkin semasa mengekalkan SLA dan menilai kesan terhadap prestasi apabila bilangan pengguna meningkat.

Konsistensi dan kebolehprediksi adalah dua faktor utama yang mempengaruhi kependaman keseluruhan dan kelajuan tindak balas. Kelajuan tindak balas lebih diramalkan apabila prestasi tugas lebih konsisten. Dalam erti kata lain, perbezaan yang lebih kecil dalam latensi dan prestasi, semakin banyak yang dapat diramalkan kelajuan tindak balas tugas adalah. Predicability juga membantu memudahkan pengimbangan beban kerja.

Seperti yang disebutkan di bahagian pertama siri ini, teras x86 menggunakan teknologi hyperthreading untuk meningkatkan penggunaan teras. Oleh kerana dua benang berkongsi teras, sukar untuk menjamin SLA. Hyperthreading overhead dan ketidakkonsistenan yang wujud dalam isu -isu seni bina x86 yang lain mengakibatkan perbezaan latensi yang lebih besar antara tugas berbanding pemproses asli Ampere Cloud (lihat Rajah 2). Oleh itu, platform berasaskan x86 dapat mengekalkan prestasi puncak yang tinggi, tetapi tidak lama lagi akan melepasi SLA disebabkan oleh perbezaan latensi yang tinggi. Tambahan pula, lebih ketat SLA (iaitu saat vs milisaat), semakin besar kesan perbezaan ini pada latensi p99 dan kelajuan tindak balas.

Rajah 2: Hyperthreading dan isu -isu seni bina x86 yang lain membawa kepada peningkatan perbezaan latency, yang memberi kesan negatif terhadap throughput dan SLA. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

Dalam kes ini, satu -satunya cara untuk mengurangkan latensi adalah untuk mengurangkan kadar permintaan. Dalam erti kata lain, untuk memastikan SLA, lebih banyak sumber x86 mesti diperuntukkan untuk memastikan setiap teras berjalan di bawah beban yang lebih rendah, dengan itu menyelesaikan masalah perbezaan besar dalam kelajuan tindak balas antara benang di bawah beban tinggi. Oleh itu, aplikasi berasaskan x86 tertakluk kepada lebih banyak sekatan ke atas bilangan permintaan yang mereka dapat mengurus semasa masih mengekalkan SLA mereka.

carta perbandingan prestasi dan kecekapan tenaga nginx, redis, h.264 pengekodan media dan memcached

awan asli membawa keberkesanan kos yang lebih tinggi

Kaedah asli awan boleh memberikan SLA dengan kelajuan tindak balas yang konsisten dan prestasi yang lebih tinggi dengan cara yang berulang, yang juga bermakna prestasi kos yang lebih tinggi. Ini secara langsung mengurangkan kos operasi kerana lebih banyak permintaan dapat diuruskan dengan teras yang lebih sedikit. Singkatnya, platform asli awan membolehkan aplikasi melakukan lebih banyak dengan teras kurang tanpa menjejaskan SLA. Penggunaan yang lebih tinggi diterjemahkan terus ke dalam kos operasi yang lebih rendah-kerana anda memerlukan lebih sedikit teras awan asli untuk menguruskan beban yang sama berbanding dengan platform berasaskan x86.

Jadi, berapa banyak yang boleh anda simpan? Unit pengkomputeran asas pengkomputeran awan adalah VCPU. Walau bagaimanapun, untuk platform berasaskan x86, setiap teras x86 menjalankan dua benang, jadi jika anda ingin melumpuhkan hyperthreading, anda mesti menyewa x86 VCPU secara berpasangan. Jika tidak, permohonan itu akan berkongsi teras x86 dengan aplikasi lain.

Pada platform asli awan, keseluruhan teras diperuntukkan apabila menyewa VCPU. Memandangkan 1) VCPU berasaskan ampere tunggal pada pembekal perkhidmatan awan (CSP) menyediakan teras ampere penuh, 2) Ampere menyediakan lebih banyak teras setiap slot, prestasi yang lebih tinggi setiap watt, dan 3) ampere vcpu kos per jam biasanya lebih rendah Kerana ketumpatan teras yang lebih tinggi dan kos operasi yang lebih rendah, yang membawa kepada kelebihan kos/prestasi 4.28x dari platform asli Ampere Cloud untuk beberapa beban kerja awan asli.

kecekapan tenaga yang lebih tinggi, kelestarian yang lebih baik dan kos operasi yang lebih rendah

Penggunaan kuasa adalah masalah global, dan pengurusan penggunaan kuasa dengan cepat menjadi salah satu cabaran utama yang dihadapi penyedia perkhidmatan awan. Pada masa ini, pusat data mengambil 1% hingga 3% daripada elektrik dunia, dan perkadaran ini dijangka berganda menjelang 2032. Pada tahun 2022, pusat data awan dijangka menyumbang 80% daripada permintaan tenaga ini.

kerana senibina telah berkembang selama lebih dari 40 tahun untuk kes-kes penggunaan yang berbeza, teras Intel x86 menggunakan lebih banyak kuasa daripada kebanyakan aplikasi berasaskan microservices berasaskan awan. Di samping itu, belanjawan kuasa rak dan pelesapan haba teras ini menjadikan CSP tidak dapat mengisi rak dengan pelayan x86. Memandangkan kuasa dan batasan terma pemproses x86, CSP mungkin perlu meninggalkan ruang di rak, membuang ruang yang berharga. Malah, menjelang 2025, pendekatan pengkomputeran awan tradisional (x86) dijangka menggandakan permintaan kuasa pusat data dan meningkatkan permintaan hartanah sebanyak 1.6 kali.

Rajah 7: Kuasa dan ruang yang diperlukan untuk meneruskan pertumbuhan pusat data yang diharapkan. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

Memandangkan kos dan prestasi, pengkomputeran awan perlu bergerak dari pengkomputeran X86 tujuan umum ke platform asli awan yang lebih cekap tenaga dan prestasi yang lebih tinggi. Khususnya, kita perlu mempunyai ketumpatan teras yang lebih tinggi di pusat data, serta teras berprestasi tinggi yang lebih cekap, lebih cekap tenaga, dan kos operasi yang kurang.

Kerana platform asli Ampere Cloud direka untuk kecekapan tenaga, aplikasi mengambil kuasa kurang tanpa menjejaskan prestasi atau kelajuan tindak balas. Rajah 8 di bawah menunjukkan penggunaan kuasa beban kerja berskala besar yang berjalan pada platform berasaskan x86 dan platform asli Ampere Cloud. Bergantung pada aplikasi, prestasi Ampere per watt (diukur oleh prestasi per watt) jauh lebih tinggi daripada platform x86.

Rajah 8: Platform asli Ampere Cloud mempunyai kecekapan tenaga yang lebih tinggi dalam beban kerja awan kritikal daripada platform x86. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

Seni bina kuasa rendah platform asli awan membolehkan ketumpatan teras yang lebih tinggi setiap rak. Sebagai contoh, kiraan teras tinggi Ampere® Altra® (80 teras) dan Altra Max (128 teras) membolehkan CSP untuk mencapai ketumpatan teras yang luar biasa. Dengan Altra Max, casis 1U dengan dua slot boleh mempunyai 256 teras dalam rak tunggal (lihat Rajah 8).

dengan pemproses asli awan, pemaju dan arkitek tidak lagi perlu memilih antara kuasa rendah dan prestasi tinggi. Senibina pemproses Siri Altra menawarkan kuasa pengkomputeran yang lebih tinggi sehingga prestasi 2.5x setiap rak -dan tiga kali bilangan rak yang diperlukan untuk mendapatkan prestasi pengkomputeran yang sama seperti pemproses tradisional x86. Senibina kecekapan pemproses awan-asli juga menyediakan kos terbaik industri per watt.

Rajah 9: Ketidakhadiran platform x86 menghasilkan kapasiti rak idle, sementara kecekapan tenaga tinggi Ampere Altra Max menggunakan semua ruang yang tersedia.

Kelebihannya mengagumkan. Menjelang 2025, aplikasi awan asli yang berjalan di pusat data awan berasaskan ampere dapat mengurangkan permintaan kuasa kepada anggaran 80% penggunaan semasa. Sementara itu, permintaan hartanah dijangka jatuh sebanyak 70% (lihat Rajah 7 di atas). Platform Native Ampere Cloud menawarkan prestasi 3x per watt kelebihan, dengan berkesan tiga kali ganda kapasiti pusat data sambil kekal sama.

Sila ambil perhatian bahawa kaedah awan-asli ini tidak memerlukan teknologi penyejukan cecair canggih. Walaupun penyejukan cecair meningkatkan ketumpatan teras x86 dalam rak, ia membawa kos yang lebih tinggi tanpa nilai baru. Platform awan-asli menangguhkan permintaan untuk penyejukan maju ini untuk masa depan yang lebih jauh dengan membolehkan CSP untuk berbuat lebih banyak dengan hartanah dan kapasiti kuasa mereka yang sedia ada.

Kecekapan tenaga platform asli awan bermakna penempatan awan yang lebih mampan (lihat Rajah 10 di bawah). Ia juga membolehkan syarikat mengurangkan jejak karbon mereka, faktor yang semakin dinilai oleh pihak berkepentingan seperti pelabur dan pengguna. Sementara itu, CSP akan dapat menyokong lebih banyak kuasa pengkomputeran untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat dalam kapasiti harta benda dan kekangan kuasa mereka yang sedia ada. Untuk memberikan kelebihan kompetitif tambahan, CSP yang ingin mengembangkan pasaran awan mereka akan termasuk perbelanjaan kuasa dalam harga sumber pengkomputeran-yang akan memberikan kelebihan daya saing untuk platform awan asli.

Rajah 10: Mengapa pengkomputeran awan asli adalah penting untuk kemampanan. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

awan asli mencapai kelajuan tindak balas yang lebih tinggi dan prestasi skalabiliti

Pengkomputeran awan membolehkan syarikat -syarikat untuk menghilangkan aplikasi monolitik yang besar dan berpindah ke komponen aplikasi (atau microservices) yang boleh membuat lebih banyak salinan komponen atas permintaan untuk skala. Kerana aplikasi awan-asli ini diedarkan secara semula jadi dan direka untuk penggunaan awan, mereka boleh skala dengan lancar kepada 100,000 pengguna pada platform awan asli.

Sebagai contoh, jika anda menggunakan pelbagai bekas MySQL, anda perlu memastikan bahawa setiap bekas mempunyai prestasi yang stabil. Dengan Ampere, setiap aplikasi mempunyai terasnya sendiri. Tidak perlu mengesahkan pengasingan dari benang lain, atau overhead menguruskan hyperthreading. Sebaliknya, setiap aplikasi menyediakan prestasi yang konsisten, boleh diramal, dan berulang dengan skalabilitas lancar.

Satu lagi kelebihan untuk beralih ke awan asli adalah skalabilitas linear. Singkatnya, setiap teras awan asli meningkatkan prestasi dengan cara linear berbanding prestasi x86-dan prestasi x86 berkurangan apabila peningkatan penggunaan. Rajah 11 di bawah menggambarkan pengekodan H.264.

Rajah 11: Ampere Cloud Computing Native Linear Expandly, yang tidak akan menyebabkan kapasiti terbiar, yang berbeza daripada pengkomputeran x86. Imej dari "kemampanan teras pemproses asli awan".

Ringkasan Kelebihan Awan Native

Adalah jelas bahawa teknologi x86 semasa tidak dapat memenuhi sekatan dan peraturan kuasa yang semakin ketat. Terima kasih kepada seni bina yang cekap, platform asli Ampere Cloud menyediakan prestasi 2X setiap teras daripada seni bina x86. Di samping itu, perbezaan latensi yang lebih rendah membawa kepada konsistensi yang lebih tinggi, kebolehprediksi yang lebih tinggi, dan kelajuan tindak balas yang lebih baik-membolehkan anda memenuhi SLA tanpa perlu mengira sumber pengiraan dengan ketara. Seni bina platform awan asli juga membawa kecekapan tenaga yang lebih tinggi, mengakibatkan operasi yang lebih mampan dan kos operasi yang lebih rendah.

Bukti kecekapan dan skalabiliti asli awan paling baik dicerminkan dalam tempoh beban tinggi, seperti melayani 100,000 pengguna. Di sinilah konsistensi platform asli Ampere Cloud membawa kelebihan yang besar, dengan harga/prestasi 4.28 kali lebih tinggi daripada x86 dalam aplikasi asli awan berskala besar sambil mengekalkan SLA pelanggan.

Di bahagian kelima siri ini, kami akan meliputi cara bekerja dengan rakan kongsi untuk mula memanfaatkan platform asli awan dengan segera sambil meminimumkan pelaburan atau risiko.

Sila lawati Pusat Pemaju Pengkomputeran Ampere untuk kandungan yang lebih berkaitan dan berita terkini. Anda juga boleh mendaftar untuk surat berita pemaju pengkomputeran Ampere atau menyertai komuniti pemaju pengkomputeran Ampere.

Kami telah menulis artikel ini dengan kerjasama pengkomputeran ampere. Terima kasih kerana menyokong rakan kongsi yang membuat SitePoint mungkin.

Atas ialah kandungan terperinci Mempercepat awan: Apa yang diharapkan ketika pergi ke awan asli. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!