Обзор AMD Opteron - часть 2: производительность корпоративных приложений

Соперники: Opteron 244 против Xeon DP 2.80. Тесты баз данных SQL. Производительность web-сервера с ColdFusion MX.

Почти год назад AMD выпустила платформу Athlon MP. Тогда на рынке не присутствовало решений для Athlon габаритами 1U, не было ни одного сервера класса корпорации, продавалось намного меньше материнских плат для серверов.

Нам пришлось найти самую стабильную настольную материнскую плату для Socket A и построить систему в габаритном корпусе 4U/5U ATX, чтобы оценить использование Athlon в серверах. Мы не стали бы переходить на серверы AMD, если это было бы модно, или если мы желали бы заняться исследованиями. Мы произвели такой переход лишь когда индикаторы производительности указали на то, что на AMD сервер будет работать быстрее, чем на старых платформах Pentium II/III Xeon.

Мы полностью описали процесс миграции в нашей прошлогодней статье, и, как показала практика, мы не ошиблись. Мы были поражены эффективностью (и великолепным отношением цена/качество) работы Athlon в качестве серверной платформы, несмотря на то, что и до сих пор мы не наблюдаем широкой поддержки Athlon MP.

Для процессора, который не был изначально разработан для применения в корпоративном секторе, Athlon проделал неплохую работу и на самом деле смог пробиться на серверный рынок. Однако недостаток OEM-поддержки платформы Athlon MP от ведущих производителей, равно как и не очень удачные серверные решения от третьего эшелона с плохими возможностями по управлению, не позволили Athlon MP в полной мере проявить себя на большей части корпоративного рынка.

Если посмотреть на сегодняшнюю ситуацию, то Athlon MP далёк по производительности от скоростных Xeon, а отсутствие 4-процессорного варианта не позволяет процессору проникнуть в окружение серверов баз данных.

Хотя Athlon MP потерял преимущество по производительности, AMD наконец-то выпустила Opteron на рынок - как раз вовремя. Вчера мы досконально рассмотрели архитектуру Opteron, так что если вы не знакомы с ядром K8, мы настоятельно рекомендуем прочитать "Обзор AMD Opteron - часть 1: архитектура Opteron/K8".

Соперники: Opteron 244 против Xeon DP 2.80

Вы уже должны быть знакомы с тремя видами Opteron, которые были анонсированы на днях. Мы свели их в следующую таблицу:

Модельные номера AMD Opteron
Название процессора	Тактовая частота
Opteron 244	1,80 ГГц
Opteron 242	1,60 ГГц
Opteron 240	1,40 ГГц

Обратите внимание, что все три процессора оснащены 1 Мбайт кэша L2, и до сих пор не было никаких анонсов версий с меньшим размером кэша. AMD упоминала некоторое время назад, что ядро K8 не будет оснащаться кэшем второго уровня выше 1 Мбайт, поскольку встроенный контроллер памяти обеспечивает достаточно низкие задержки.



Выход Opteron 244 на массовый рынок произойдёт не раньше июня, в то время, как версии 242/240 уже доступны сегодня.



Процессор Opteron тестировался на материнской плате с чипсетом AMD 8000 производства Rioworks.

Соперником в нашем тестировании выступила двухпроцессорная система Intel Xeon DP на 2,80 ГГц. Intel не смогла выслать нам образцы новых процессоров 3,06 ГГц для этого обзора, но мы постараемся по ходу тестов учесть и результаты этого процессора. Оба процессора оснащены 512 кбайт кэша L2, хотя Intel ускорила выход своих Xeon DP с 1 Мбайт кэша L2 на следующий месяц, чтобы конкурировать с AMD Opteron. Первый Xeon DP с 1 Мбайт кэша L2 выйдет на частоте 3,06 ГГц и будет являться достойным конкурентом Opteron 244.

Xeon DP были установлены на плату с чипсетом E7501. Если вы не знакомы с чипсетом E7501 (Plumas-533), он обладает следующими характеристиками:

• Поддержка двух процессоров Xeon (400/533 МГц FSB)
• Два 64-битных канала памяти DDR266

Мы протестировали все процессоры в двухпроцессорном режиме, у процессоров Xeon был включён HyperThreading.

Определив все тестовые платформы, давайте перейдём к производительности Opteron.

Тесты баз данных SQL

На нашем сайте мы всегда предпочитаем тестировать реальные задачи, особенно с процессорами корпоративного класса. Что касается тестов корпоративного сектора, то здесь присутствуют TPC тесты, но нет приложений малого и среднего бизнеса. К счастью, наш сайт находится на "золотой жиле", поскольку каждый день наши серверы обслуживают сотни тысяч пользователей, желающих получить информацию о последнем оборудовании.

Мы решили накопить мощь нашего ресурса, записывая все доступы к каждому из трёх наших серверов баз данных: web-серверу, серверу рекламы и серверу форумов в журнал. Затем мы проиграли все те же операции по журналу на всех компьютерах, что позволило нам оценить производительность платформ в серверном окружении.

Ниже приводится описание типов доступа, которые производятся в каждой из трёх баз данных.


Для исчерпывающего тестирования Opteron и грядущих серверных решений мы решили подготовить новый набор тестов, поскольку за год нагрузка на наши серверы существенно выросла. К тому же мы разработали новый набор web-тестов на основе нашей архитектуры web-серверов, которые будут опубликованы вместе с новыми тестами серверов баз данных, как только мы получим результат. Причём мы записываем журнал и в то время, пока вы читаете эту статью. Так что не забудьте пробежаться по сайту - вы же желаете почувствовать себя участником тестирования?

Производительность сервера баз данных форумов

Поскольку наши форумы просматривают тысячи пользователей, наш сервер баз данных трудится без устали. Сегодня наши форумы насчитывают более 111.000 зарегистрированных пользователей, поэтому нам сложно успевать модернизировать оборудование в том же темпе.

Все системы, указанные ниже, работают на двух процессорах и при возможности используют идентичное аппаратное обеспечение.


Число транзакций в секунду, больше - лучше.

Исторически в этом тесте на высоте оказывался Athlon XP, и подобная тенденция наблюдается и здесь. Opteron 244 придётся доказать свою цену. Opteron 244 смог выйти на первое место, но лишь с небольшим отрывом. 3,06 ГГц Xeon должен выступать с Opteron 244 примерно на равных, хотя результаты производительности всех систем выше Opteron 242 близки друг к другу.

Тестовый прогон базы данных форумов является прекрасным примером работы со сбалансированной базой данных, где производительность не зависит всецело от какого-либо элемента архитектуры. Скорость процессора здесь важна, но она не является решающим фактором производительности платформы.

Производительность сервера базы данных web-сайта

База данных web-сайта намного меньше зависит от подсистемы ввода/вывода, чем база данных форумов, поскольку размер базы здесь существенно меньше, да и обращения к базе в основном являются запросами выбора (чтения). Поэтому производительность сервера базы данных web-сайта значительно зависит от скорости процессора:


Число транзакций в секунду, больше - лучше.

Opteron показал здесь великолепный результат, не только обогнав своего предшественника, но и обойдя 2,80 ГГц Xeon (с включенным HyperThreading) на хорошие 13%.

Производительность сервера рекламной базы данных

Следующим в нашем тестировании является сервер рекламной базы данных. Вся реклама нашего сайта контролируется этим сервером и специальной программой по управлению рекламой e-Zone Media FuseAds. Программа была настроена под нужды нашего сайта, и она тесно связана с нашей системой управлением контентом. В результате мы получаем в своё распоряжение гибкие возможности по размещению рекламы, её ротации, статистике и тщательной настройке под клиента. База данных тесно связана с остальной сетью, то есть этот сервер играет важную роль в наполнении контента сайта. Если сервер рекламной базы данных будет отвечать слишком медленно, то наши посетители будут получать страницы сайта с задержкой.


Число транзакций в секунду, больше - лучше.

Хотя все системы на Opteron смогли превзойти Intel Xeon, 244 (1,80 ГГц) обгоняет его на целых 12 процентов. Даже 3,06 ГГц Xeon вряд ли сможет близко подойти к Opteron, хотя 1 Мбайт кэша L2 может здесь существенно помочь.

Масштабирование производительности серверов баз данных

Сейчас мы дали вам представление о производительности платформ в нормальных условиях, но в реальной жизни сервер баз данных редко ограничивается какой-либо постоянной нагрузкой. По мере роста web-сайта, увеличивается частота обращений к серверу баз данных, и загрузка сервера значительно возрастает.

Если всё оставить, как есть, то плохо спланированная архитектура серверов может быстро получить "узкое место" в виде сервера баз данных. Вы можете оснастить свою сеть самыми быстрыми в мире web-серверами, но если они не будут успевать получать данные с сервера баз данных, то вся их мощь будет бесполезна.

Для этого теста мы взяли две самые быстрые платформы - двухпроцессорный Opteron 244 и двухпроцессорный Xeon 2,80 ГГц. В процессе тестирования мы увеличили размер и нагрузку тестовой базы данных (для простоты мы взяли тест рекламной базы данных) с 1x до 24x.



Как вы можете заметить, хотя Opteron 244 и Xeon 2,80 ГГц начинают примерно с одинакового уровня производительности, по мере роста размера базы и нагрузки, Opteron справляется с заданием намного лучше.

Мы получаем прекрасный пример сильных черт Opteron в многопроцессорной системе. Благодаря связи HyperTransport между процессорами с высокой пропускной способностью, и благодаря наличию встроенного контроллера памяти на каждый процессор, платформа Opteron 244 демонстрирует великолепную масштабируемость.

Чёрные линии на диаграмме являются линиями тренда, отображающими кривую производительности двух платформ. Как видите, Xeon начинает выравниваться намного быстрее Opteron, хотя оба процессора сталкиваются с ограничениями подсистемы ввода/вывода примерно в одно время, что видно по уменьшению результата.

Мы пожелали удостовериться, что подобные результаты производительности связаны не только лишь с большим размером кэша L2 у Opteron. Мы провели быстрое сравнение однопроцессорной и двухпроцессорной конфигураций, чтобы выявить, действительно ли многопроцессорная архитектура Opteron превосходит Xeon. Мы выбрали базу данных средних размеров, 8x от первоначального, и наш прогон сервера рекламной базы данных привёл к получению следующих результатов:


Увеличение производительности при переходе от одного процессора к двум.

Как вы можете заметить, хорошо масштабируемая архитектура Opteron существенно помогла процессору в этом тесте. Opteron сможет не только обеспечить хорошую производительность непосредственно после покупки, он позволит вашему оборудованию проработать дольше, в силу того, что процессор легко справится с большими нагрузками по сравнению с Xeon.

Производительность web-сервера с ColdFusion MX

Мы проводим тесты серверов баз данных с момента появления Xeon 1,7 ГГц на основе технологии NetBurst, однако до сего времени мы упускали из виду тесты web-серверов. Учитывая, что системы на Athlon MP работают на всех наших web-серверах, мы решили провести тестирование и в этом направлении.

Наш собственный программист создал тест, который симулирует доступ к форумам под управлением Fuse Talk Community Edtition. Данная программа является приложением для организации форумов корпоративного класса, разработана FuseTalk и в полную силу использует ColdFusion MX.

Как обычно бывает с нашими серверами баз данных, для создания нагрузки мы использовали журнал транзакций, который записывался в реальных условиях и прокручивался затем с максимальной скоростью. Запись производилась с помощью инструмента Microsoft Web Application Stress Tool, который позволяет учесть все действия web-браузера и затем многократно их повторить, чтобы симулировать нагрузку нескольких клиентов. Воспроизведение осуществлялось без задержек пользователя, что позволило нагрузить серверы по максимуму.

Ниже приводятся результаты в виде среднего времени запроса (сколько времени одна страница подготавливается для скачивания пользователем) и в виде общего числа запросов (число страниц, которые были выданы). Оба показателя довольно полезны для оценки производительности web-сервера.


Среднее время запроса, мс, меньше - лучше.

Athlon MP прекрасно себя показывал в роли производительной и недорогой платформы для построения web-серверов, и, как видим, Opteron является великолепной заменой. Даже 1,40 ГГц Opteron 240 (не отображён на диаграмме) обгоняет 2,80 ГГц Xeon. Встроенный контроллер памяти значительно помогает процессору, не говоря о высокоэффективной многопроцессорной архитектуре. В результате среднее время запроса у Opteron 244 оказывается на 36% быстрее, чем у 2,80 ГГц Xeon.

Подобное время запроса вполне нормально для сервера при высокой нагрузке. Сервер с Opteorn 244 выдаст результат через 171 мс после того, как пользователь нажмёт на ссылку или наберёт URL.


Число выданных страниц, больше - лучше.

Высокая скорость обслуживания запроса приводит к большему количеству выданных страниц, что доказывает представленная выше диаграмма.

Заключение

Даже без использования 64-битных возможностей Opteron и без опоры на соответствующую ОС с поддержкой NUMA, производительность нового процессора AMD достойна уважения. Действительно, компания выпустила на корпоративный рынок прекрасного конкурента Xeon.

Процессор не только обладает хорошей масштабируемостью, но и обеспечивает очень высокую производительность, что доказывают наши тесты серверов баз данных и web-серверов. И хотя Intel Xeon DP 3,06 ГГц с 1 Мбайт кэшем L2 наверняка сможет догнать Opteron (особенно в серверах баз данных), похоже, что AMD справилась со своей работой: монопольная власть Xeon оказалась под угрозой.