强者至尊|强者之争 Opteron与Xeon数据库性能大比拼

更新时间:2019-03-19 来源:操作系统 点击:

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  AMD凭借他们的64位Athlon 64/Opteron平台得到了微软的关照,微软保证为其x86-64体系推出新的操作系统。一段时间以前,AMD又获得了另一个胜利,Intel宣布采用AMD公司对x86体系的64位扩展。



  未来的Xeon和Pentium 4处理器将搭载被激活的x86-64扩展,但是在结构上2款处理器将和现在可以买到的基于Pentium 4的Prescott处理器一样。Intel的IA-32e和IA-32(IA-32e是Intel用来对抗AMD64的产品)处理器在结构上的相似是一个值得注意的重要的一点。因为这意味着如果Opteron能够在32位模式战胜Xeon,也就能够在64位模式保持性能优势。我们假定Intel没有专门的硬件用来改进64位性能使其超过AMD提供的解决方案,因此我们为你们带来的32位下Xeon vs.Opteron的比较应该在今年晚些时候的64位环境下还是可靠的。



  Intel已经开始走x86-64路线是一件非常好的事情,这就意味着不久我们就会看到软件支持,驱动,还有市场全面的接受。我们替AMD感谢Intel回归x86-64阵营,这是一件AMD值得骄傲的事情。但是,如果从商业角度考虑的话,就没有什么值得骄傲的了。Intel做出了正确的决定;如果他们不采用x86-64体系,就会失去市场份额,使那些需要64位x86解决方案的用户除了Opteron外没有别的选择。然而,Intel如果在自家的CPU中采用x86-64体系,AMD就不会得到什么好处了。



  本次测试在最后的结论中更多地谈到即将出现的Intel的64位Xeon(Nocona和Potomac)处理器,但是让我们先开始现在的内容:AMD的Opteron和Intel的Xeon在真实环境中数据库服务能力的对比,Intel深深的管线架构能对付得了AMD为服务器专门设计的Opteron吗?



  一个令人困惑的市场



  IT经理们断言Xeon系列的路会很艰难;Intel的Xeon系列处理器的确没有太多的意义。事情一开始很简单,Intel仅仅是将双路处理器Xeons命名为Intel Xeon,将四路处理器Xeons命名为Xeon MP。常规的Xeon处理器只能用于2路系统,Xeon MP能够用于2路、4路和8路服务器。



  我们将3种不同的Intel核心与AMD唯一的Opteron核心进行比较。让我们先来关注Intel的核心:Intel的Prestonia核心采用0.13微米制程,现在作为2路Xeon处理器的核心。最好、最新的基于Prestonia核心的Xeon运行在3.2GHz,拥有512KB的L2 Cache,还搭载了2MB的L3 Cache。这种Prestonia处理器听起来应该非常熟悉,因为它似乎基本上就是Xeon版本的Pentium 4 Extreme Edition(以下简称P4EE)。P4EE是Xeon MP的Pentium 4版本,运行在更高的时钟频率。实际上,Prestonia和P4EE唯一的不同(除了包装)是前者只支持533MHz的FSB。前端总线的带宽实际上是Intel遇到的一个非常严重的问题,这里我们只是先简短地提一下。



  接下来,我们要说一下Intel基于采用0.13微米制程的Gallatin核心的Xeon MP处理器。P4EE是由Gallatin核心衍生出来的,Gallatin核心搭载了1MB,2MB(最新型有4MB)的L3 Cache。4MB和2MB版本的Galllatin核心都沿用了400MHz的FSB,这是Xeon MP唯一的致命弱点。4MB版本Gallatin的时钟频率可达3.0GHz。



  AMD的Opteron则更加简单;Opteron的1xx,2xx,8xx系列分别可以用于1路,2路,4路+的配置。



  FSB对性能的影响



  我们已经婉转地提到FSB带宽是Intel多处理器体系结构最主要的局限性,现在我们在这里更深一步地专注于这个问题。Intel对外部北桥的依靠,最主要的不利因素有:一是,一旦增加超过2路以上的配置就需要解决复杂的技术问题;二是实现多重高速FSB界面是非常昂贵的。不幸的是,Intel的解决方案不是最好的;不管你是否运行1、2或者4路Xeon处理器,这些处理器都共享同一个与北桥相连的64位FSB。



  下面的图表可以帮助说明这种瓶颈:




  在使用400MHz FSB的4路Xeon MP系统的情况下,每一个处理器能够得到由北桥提供的最大为800 MB/s的带宽。如果你在400MHz FSB情况下试着运行一颗单独的Pentium 4 3.0GHz处理器,尽管处理器拥有全部3.2GB/s的FSB带宽的,但你会注意到明显的性能下降;现在如果把FSB带宽降到800MB/s,处理器性能会有非常大的损失。



  正是由于这种限制,Intel必须依靠搭载更大的L3 Caches来掩盖FSB瓶颈;更多的信息可以储存在Xeon搭载的cache中,Xeon不必频繁地请求通过严重堵塞的FSB来发送数据。



  更糟的是共享FSB问题随着CPU数量和时钟频率的增加越来越严重。一个2路Xeon系统不会受到像4路Xeon MP系统那样严重的FSB瓶颈的影响;并且运行在3.0GHz的4路Xeon MP系统比运行在2.0GHz的4路Xeon MP会受到更大的影响。这不是一个很好的状况,却没有什么方法能够绕开这个问题。但是,AMD的解决方案展现出更多吸引人的地方:




  首先,请记住每个Opteron都搭载了自己的北桥和内存控制器,因此不需要与外部芯片组打交道。每一个Opteron CPU都有3个点对点的Hyper Transport链接,在每个方向传送数据的带宽是3.2GB/s(完整的双向带宽是6.4GB/s)。这种优势非常明显:在你按比例曾加Opteron服务器CPU的数量时,不必担心FSB瓶颈。



  Intel可能能够为他们的Xeon MP处理器增加64位扩展,但是现在存在的性能瓶颈将会继续困扰Xeon系列产品,除非体系结构有重大变化。



  超线程



  Intel的超线程技术已经被桌面和企业市场广泛接受。我们以前的测试表明,超线程技术平均提升了3-5%的性能,因此我们在所有测试中都将打开它。



  测试



  我们为这次的比较准备了2套测试设备:一个我们网站论坛数据库的升级版本,还有另一个需要投入大量精力的测试——有代表性的企业级交互式数据库服务应用程序。我们在下面的文章中将会深入地讨论2种测试的细节,首先介绍一下我们测试的基本硬件配置:



  AMD Opteron 848/248 and Intel Xeon/Xeon MP (Prestonia/Gallatin),4GB DDR333 (NUMA was enabled for the Opteron),8 x 36GB 15,000RPM Ultra320 SCSI drives in RAID-0,Windows Server 2003 Enterprise



  我们测试和研究了各种参照方法,为的是能够得到公正,可重复的,最最真实情况下的数据库性能基准点。过去,我们使用过跟踪回溯的方法对数据库施加压力。虽然这种方法能够满足测试硬件这一目的,但也到了改变的时候了。这段时间以来,我们想要进行2种不同的测试:一种代表普通的数据库负载,像我们网站论坛的数据库;另一种代表了企业级的负载量。



  构建一个数据库测试基准(普通负载)



  我们的第一个测试基准是专门用.NET编写的,使用ADO.NET连接数据库。我们网站论坛的数据库被当作源数据库,在测试时的大小超过了14GB。我们为了方便讨论这种测试工具的功能,给它起了一个名字叫“SQL Loader”。



  SQL Loader允许我们指定如下内容:为测试创建一个基于XML的工作负载文件,测试应该进行多长时间,允许使用多少线程来加重数据库的负担。XML工作负载文件包含了我们对数据库执行的查询和一些随机的ID生成器查询;使用ID来与我们的工作负载文件共同增加常驻内存中的数组。使用随机ID的目的是通过选取随机数据来尽量保持测试的客观性。这种测试给了我们很大的发展空间,因为这种工作负载能够用于我们将来想做的任何测试中。



  工作负载范例:






  测试情况:



  测试使用的工作负载是基于论坛每天使用情况的,运行的是FuseTalk论坛。我们使用最常见的查询并把它们放入工作负载中。一些功能,比如阅读帖子和消息,获取用户的信息,发布帖子和消息,还有读取私人信息等,都是值得注意的。每一次重复的测试都要进行10分钟,而且每次都从冷启动开始。SQL在每次测试的间隔重启。



  这个测试的重要意义在于它是一个你能遇到的真实环境;对于我们来说,测试中的表现直接影响了我们做出对现有IT基本设施进行升级的决定。

本文来源:http://www.hzclsc.cn/ruanjianzixun/15155.html

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