Není pochyb o tom, že Amazon je lídrem, pokud jde o řadu cloudových služeb nabízených prostřednictvím své webové služby EC2 (Elastic Compute Cloud). Díky relativně jednoduchému procesu zřizování a možnosti snadného škálování instancí a potřeb úložiště nahoru i dolů se EC2 snaží naplnit všechny sliby cloudu za cenově dostupné ceny. Pro některé však cloud neznamená jen flexibilitu a snadné nasazení, ale také výkon. Obchodní výhody plynoucí z možnosti navyšovat nebo omezovat výkonná prostředí pro kritické aplikace, jako je analytika, mohou často výrazně převážit náklady na provozní náklady (OPEX) namísto dlouhodobých investic CAPEX. Za tímto účelem Amazon v květnu distribuoval celou řadu bare metal instancí i3, které poskytují přímý přístup k procesorovým a paměťovým zdrojům podkladového serveru.
Instance i3.metal jsou postaveny na systému Nitro, což je kolekce hardwarových komponent pro odlehčení zátěže a ochranu serverů od AWS, které „bezpečně poskytují vysoce výkonné síťové a úložné prostředky instancím EC2“. Instance i3.metal také využívají všechny další služby, které AWS Cloud nabízí, jako je Elastic Block Store (EBS), které jsme v rámci této recenze využili. Instance také disponují až 15.2 TB úložištěm instancí založeným na NVMe SSD a také 2.3GHz procesory Intel Xeon s 36 hyper-threadovanými jádry (72 logických procesorů) a 512 GiB paměti. Na straně fabric poskytují instance i3.metal až 25 Gb/s celkové šířky pásma sítě, což zajišťuje vysokou propustnost sítě a nižší latenci prostřednictvím vylepšeného síťového adaptéru (ENA).
V rámci EC2 existuje řada typů instancí. Instance i3 spadají do kategorie „Optimalizované pro úložiště“, přičemž instance i3.metal dosahují v této skupině nejlepších výsledků. Níže uvedená tabulka znázorňuje rodinu a konfiguraci typů instancí.
| Model | vCPU | Paměť (GiB) | Výkon sítě | Úložiště (TB) |
| i3.large | 2 | 15.25 | Až 10 gigabitů | 1 x 0.475 NVMe SSD |
| i3.xlarge | 4 | 30.5 | Až 10 gigabitů | 1 x 0.95 NVMe SSD |
| i3.2xlarge | 8 | 61 | Až 10 gigabitů | 1 x 1.9 NVMe SSD |
| i3.4xlarge | 16 | 122 | Až 10 gigabitů | 2 x 1.9 NVMe SSD |
| i3.8xlarge | 32 | 244 | 10 Gigabit | 4 x 1.9 NVMe SSD |
| i3.16xlarge | 64 | 488 | 25 Gigabit | 8 x 1.9 NVMe SSD |
| i3.metal | 72 | 512 | 25 Gigabit | 8 x 1.9 NVMe SSD |
Instance i3.metal jsou k dispozici v regionech AWS US East (Severní Virginie), US East (Ohio), US West (Oregon), Europe (Frankfurt) a Europe (Irsko) a lze je zakoupit jako instance na vyžádání, rezervované instance (3leté, 1leté a konvertibilní) nebo jako spotové instance. Pro účely této recenze jsme testovali v regionu Severní Virginie. Testovali jsme s úložištěm NVMe i blokovými svazky EBS.
Výkon
Analýza pracovní zátěže VDBench
Pro vyhodnocení výkonu instance EC2 i3.metal jsme využili lokálně nainstalovaný VDBench k otestování úložiště EBS (30x1TB) i NVMe (8×1.7TB). U obou typů úložišť jsme alokovali 12 % každého zařízení a seskupili je dohromady, abychom se podívali na špičkový výkon systému s mírným množstvím lokalizovaných dat.
Tyto úlohy nabízejí řadu různých testovacích profilů, od testů „čtyř rohů“, přes běžné testy velikosti přenosu databáze až po zachycení trasování z různých prostředí VDI. Všechny tyto testy využívají společný generátor úloh vdBench se skriptovacím enginem k automatizaci a zachycení výsledků v rámci velkého clusteru výpočetních testů. To nám umožňuje opakovat stejné úlohy napříč širokou škálou úložných zařízení, včetně flash polí a jednotlivých úložných zařízení.
Profily:
- Náhodné čtení 4K: 100% čtení, 128 vláken, rychlost čtení 0–120 %
- Náhodný zápis 4K: 100% zápis, 64 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
- 64K sekvenční čtení: 100% čtení, 16 vláken, rychlost čtení 0–120 %
- 64K sekvenční zápis: 100% zápis, 8 vláken, rychlost zápisu 0–120 %
- Syntetická databáze: SQL a Oracle
- Klonované trasy propojené s VDI
V této recenzi se zaměříme na EBS i NVMe. Vzhledem k dramatickému rozdílu ve výkonu jsme výsledky rozdělili do dvou grafů (latence by byla od sebe tak vzdálená, že by se grafy jen obtížně četly).
Náš první test se zaměřil na náhodné čtení 4K. Zde měla instance EBS latenci submilisekund až do konce. Při zhruba 64K IOPS se latence zvýšila na 59.46 ms s výkonem 64 047 IOPS.
Při pohledu na špičkové náhodné čtení NVMe 4K vidíme, že instance si vedla mnohem lépe. Instance dosáhla vrcholu 2 802 904 IOPS s latencí 348 μs.
Náhodný zápis 4K s EBS zaznamenal téměř stejný výsledek jako čtení 4K s EBS. Instance překročila limit o 1 ms dříve, přibližně 60 003 IOPS, a dosáhla vrcholu 64 003 IOPS s latencí 29.97 ms.
U NVMe verze instance došlo k mírnému nárůstu latence, ale stále pod 1 ms. Instance dosáhla vrcholu 920 975 IOPS s latencí 545 μs.
Při přechodu na sekvenční testy měla instance pro maximální výkon čtení EBS 64K latenci submilisekund až do přibližně 70 000 IOPS neboli přibližně 450 MB/s a vrcholu dosáhla 17 360 IOPS neboli 1.08 GB/s s latencí 27.65 ms.
Sekvenční čtení 64K dat s NVMe nám poskytlo maximální výkon 244 037 IOPS neboli 15.25 GB/s s latencí 514 μs.
S rychlostí zápisu 64K s EBS instance začala pracovat nad 1 ms a dosáhla vrcholu 17 359 IOPS neboli 1.08 GB/s s latencí 13.8 ms.
Sekvenční zápis 64K je poprvé, co vidíme, že instance NVMe překročila 1 ms. Instance dosáhla vrcholu 58 572 IOPS neboli 3.66 GB/s s latencí 1.08 ms.
Při přepnutí na naše SQL úlohy měla instance EBS latenci v řádu milisekund až do přibližně 55 tisíc IOPS a vrcholila na 64 036 IOPS s latencí 14.93 ms.
U NVMe verze instance jsme v SQL testu zaznamenali maximální výkon 834 231 IOPS s latencí 302 μs.
U SQL 90-10 s EBS instance opět překonala latenci 1 ms kolem 55 tisíc IOPS a dosáhla vrcholu 64 036 IOPS s latencí 14.99 ms.
Verze instance NVMe v SQL 90-10 měla špičkový výkon 605 150 IOPS a latenci 415 μs.
Test SQL 80-20 s EBS opět poskytl téměř stejná čísla s latencí v submilisekundách, která skončila kolem 55 tisíc IOPS a dosáhla vrcholu 64 036 IOPS s latencí 14.93 ms.
SQL 80-20 s NVMe dosáhl počtu zásahů do instance 511 840 IOPS a latence 493 μs.
Testy Oracle pro EBS ukázaly stejný, poněkud neobvyklý špičkový výkon s téměř stejnými čísly. V případě Oracle dosáhla instance 64 036 IOPS s latencí 13.6 ms. Instance měla výkon s latencí pod milisekundu až do přibližně 55 000 IOPS.
S NVMe dosáhla instance v testu Oracle výkonu 457 372 IOPS s latencí 613 μs.
V Oracle 90-10 dosáhla instance EBS vrcholu 64 035 IOPS s latencí 10.3 ms. Instance překročila hranici 1 ms při přibližně 55 000 IOPS.
Verze instance NVMe v Oracle 90-10 dokázala dosáhnout 520 448 IOPS s latencí 333 μs.
Oracle 80-20 měl EBS přerušení 1 ms kolem 55 000 IOPS a vrchol dosáhl 64 036 IOPS s latencí 10.3 ms.
Instance s NVMe dosáhla maximálního výkonu 435 265 IOPS s latencí 400 μs.
Dále se podíváme na naše testy VDI Linked Clone (LC). Počínaje spuštěním měla verze instance EBS latenci submilisekundovou až do přibližně 35 000 IOPS a dosáhla vrcholu 42 893 IOPS s latencí 11.2 ms.
Verze instance s technologií NVMe dokázala v našem testu VDI LC Boot dosáhnout maxima 349 799 IOPS a latence 363 μs.
Pro počáteční přihlášení do VDI LC se instance EBS nějakou dobu pohybovala nad hranicí 1 ms, než klesla nad přibližně 31 000 IOPS. Instance dosáhla vrcholu 34 486 IOPS a latence 6.95 ms.
Při počátečním přihlášení do VDI LC dosáhla instance NVMe vrcholu 93 405 IOPS s latencí 677 μs.
Při pondělním přihlášení do VDI LC se instance EBS opět nějakou dobu pohybovala kolem 1 ms, než se propadla na přibližně 25 000 IOPS a dosáhla vrcholu 34 643 IOPS s latencí 13.85 ms.
A konečně, naše pondělní přihlášení do VDI LC s NVMe dosáhlo vrcholu instance na 119 615 IOPS s latencí 1.1 ms.
Závěr
Cloudové služby Amazonu jsou obvykle považovány za nejvšestrannější. I když jsou výpočetní a úložné možnosti jistě rozmanité, Amazon nabízí i možnosti výkonu. Amazon nabízí nepřeberné množství možností výkonu ve své webové službě EC2, včetně své bare metal instance i3. Tyto instance využívají systém AWS Nitro, který se skládá ze speciálního hardwaru a softwaru. Instance i3.metal poskytují lepší výkon díky přímému přístupu k procesorům a paměti a zároveň uživatelům nabízejí možnost využívat další funkce, jako je připojené úložiště AWS EBS a lokální úložiště NVMe.
Co se týče výkonu, testovali jsme blokové úložiště (EBS) i NVMe. Cílem bylo poskytnout čtenářům představu o tom, co mohou očekávat z hlediska možností, a také o tom, že méně z jednoho je lepší než z druhého (úložiště NVMe obvykle dosahuje lepších výsledků a má mnohem nižší latenci, proto existují dvě sady grafů). Při pohledu na EBS jsme zaznamenali vzorec, kdy instance překročila 1 ms a krátce poté se latence zvýšila a skončila. Během našeho testování dosáhla EBS vrcholu kolem 64 tisíc IOPS, což je maximum povolené pro EBS. To zahrnovalo testy 4K a všechny tři testy SQL a Oracle. Instance se v našich testech VDI trochu zpomalila. Amazon uvádí, že je možné upravit nastavení tak, aby se dosáhlo více než předepsaných 64 tisíc IOPS, ale procesy k dosažení tohoto počtu neodpovídají tomu, co by většina zákazníků zažila, takže jsme se touto cestou nevydali.
V našich testech NVMe jsme zaznamenali výsledky, které více odpovídaly našim běžným benchmarkům. Mezi nejvýznamnější patří výkon při náhodném čtení 4K dat 2.8 milionu IOPS, při zápisu 4K dat 920 tisíc IOPS, při čtení 64K dat 15.25 GB/s a výkon při SQL dat přes 500 tisíc IOPS ve všech třech testech (přičemž test SQL dat dosáhl kolem 834 tisíc IOPS). Testy Oracle s NVMe si také vedly silně s výsledky mezi 435 tisíci a 520 tisíci IOPS. Náš klon VDI Linked Clone vykázal silný výkon při spouštění s přibližně 350 tisíci IOPS. Jediným zklamáním je, že si zákazníci nemohou v instancích i3.metal zvolit více lokálních NVMe dat.
Celkově nám instance i3.metal poskytla přesně to, co Amazon slíbil. To je uklidňující pro zákazníky, kteří chtějí vědět, že obdrží slíbenou úroveň služeb. To samozřejmě není bez nákladů, protože stejně jako u každého cloudového nasazení se bude hledat snadnost použití a výsledky v porovnání cloudu s jinými poskytovateli cloudu oproti on-premise. Zákazníci, kteří mají pracovní zátěž, jež si vystačí s nižší úrovní IOPS, však mohou ušetřit poměrně dost peněz. Ve skutečnosti však záleží na tom, jaké jsou konečné požadavky pro danou instanci. Z tohoto důvodu jsou instance i3.metal skvělé pro běžné aplikace, které nebudou nebo nejsou schopny překročit výkonnostní limity, které i3.metal nabízí, a nepotřebují IOPS, které by například poskytovalo all-flash pole on-premise. Pokud již jste součástí rodiny Amazonu, přechod na bare metal je vám známý a pravděpodobně existuje cenová výhoda při hromadném využívání několika programů AWS.
Amazon