「解密」浪潮云海InCloud Sphere如何霸榜SPECvirt？

Posted 2021-09-25 CSDN云计算

近日，SPECvirt_sc2013性能测试的最新结果出炉。浪潮云海虚拟化InCloud Sphere成功刷新Intel两路服务器上虚拟化软件性能测试成绩，不但比之前测试的最高成绩提升39%，更是以4679分打破冰封四年之久的世界纪录，霸榜全球第一。

「一起聊聊SPECvirt测试」
SPEC是由全球几十所知名大学、研究机构、IT企业组成的第三方测试组织，多年来该系列测试完全模拟现实使用需求，讲求参测系统整体性能和在实际应用中的表现，被金融、电信、证券等关键行业用户作为选择IT系统的权威选型指标之一，并同时获得全球企业级客户的高度认可和广泛支持。

SPECvirt_sc2013作为SPEC推出用于评估云数据中心虚拟化性能的标准测试工具，参与厂商众多，适用于数据库、中间件、邮箱、Web Server等多种类型业务负载的性能评估。简单来说在保证服务质量（QoS）的前提下，于一台服务器上成功部署的虚拟机数量越多，则SPECvirt性能总得分就越高。

此外该测试包含针对应用服务器、web服务器、邮件服务器和批处理作业服务器等评估，覆盖了计算密集型、IO密集型和网络密集型方向的应用，最大限度模拟用户真实业务场景，并对QoS提出了近乎苛刻的要求，例如web服务器要求95%的响应在3秒内完成，99%的响应在5秒内必须完成等。

尽管要求严苛，但在测试中浪潮云海虚拟化系统InCloud Sphere还是成功实现了在一台NF5280M6服务器上有效运行263台高压力虚拟机，创造了新的虚拟机密度记录。本次测试成功且突破记录的关键在于，浪潮云海InCloud Sphere在计算、存储和网络三方面进行了多年持续有益的优化，收效显著。

具体来说，浪潮云海InCloud Sphere为虚拟机CPU提供接近物理条件的超级计算能力，同时SmartFlow智能加速可提升网络数据处理效率，通过自研文件系统和新型存储硬件的强强联合优化虚拟机I/O栈，在满足近乎苛刻的QoS要求下成功将CPU计算性能提升31%，存储空间降低58%，平均带宽提升42%。
「计算资源均衡调度：方法优化、效率提升」
一直以来，浪潮云海虚拟化InCloud Sphere具备良好的资源均衡调度能力，可以高效分配物理服务器上的计算密集型虚拟机和非计算密集型虚拟机。其中，计算虚拟化的NUMA架构所表现的智能感知能力可以将计算资源就近调度，避免跨节点访问资源带来的高时延，做到提升任务调度效率，最大化使用物理服务器的计算资源，为虚拟机提供更接近物理CPU的计算能力。
此外还支持大页内存，减少内存访问的缺页中断，提升内存访问效率；在接近性能瓶颈时微调不同虚拟机的计算优先级，满足不同业务QoS。与此同时，浪潮NF5280M6贡献了更高计算性能，32 条 3200 MT/s DDR4 ECC 内存，优异的内存速度，最大11个标准PCIe扩展，进一步提升I/O性能。
「SmartFlow智能加速：更快、更高、更强」
众所周知，网络密集型虚拟机对网络时延有很高要求，如何在资源抢占的情况下依然保证良好的网络时延，这对虚拟化平台充满挑战。
对此，浪潮云海InCloud Sphere网络虚拟化SmartFlow通过引入异构算力，打破“CPU调度瓶颈”，将负载卸载到智能加速卡释放更多CPU资源，由智能加速卡处理虚拟机中网络密集型业务的数据包，有效满足业务的时延要求；同时智能加速卡可以实现流量转发卸载、细粒度流量控制等，例如分析流量特点，清洗异常流量等，为工作负载提供无与伦比的性能与效率支撑。
另外通过智能加速引擎配合智能调度内核，可以让网络获得充沛的本地算力支持，凭借SmartFlow智能内核完成数据转发路径重构、数据包重组等工作，高效实现数据报文端到端直接传送。
「存储路径更高效：实力自研、性能为王」
值得提及的是，浪潮云海InCloud Sphere存储虚拟化具有智能虚拟机业务QoS，可根据不同的虚拟机业务模型如Web，数据库等智能定制存储分配策略，满足不同虚拟机业务更适合、更精细、更均衡的性能要求。
性能优越的存储核心引擎在自研NVMe SSD硬盘的平台上，于内核层次打通NVMe驱动及自研文件系统，有效简化从虚拟磁盘到物理磁盘的数据传输通道，性能得到极大发挥。经测试验证，通过浪潮自研NVMe SSD与浪潮云海Incloud Sphere存储虚拟化的联调优化，综合性能可提升30%。
SSD作为底层硬件最基础关键的一环，其优劣状态会在系统中成倍影响业务端，这就对底层硬件的性能和可靠性提出了更高要求。浪潮自研NVMe SSD作为一种低延时、高吞吐、低功耗的存储介质，由于采用了NVMe中流线型的存储堆栈，无需读取寄存器就可以发出命令；在虚拟机Hypervisor层引入vhost-user技术，将virtio后端与底层文件系统技术融合来减少IO栈上的系统调用，同时优化支持direct IO读写，实现从虚拟机到文件系统再到NVMe硬盘全链路的IO优化，达成性能提升。

另外，浪潮自研NVMe SSD不但性能强劲还兼顾极低的I/O抖动，4K随机读写IOPS一致性达99%以上，全面支撑浪潮云海InCloud Sphere，可轻松应对各类场景，为保证优质的QoS提供了坚实基础。
未来浪潮云海InCloud Sphere定将凭借硬核技术实力，不断优化产品性能，高效稳健满足用户从传统核心业务到新型大数据、人工智能等创新应用的上云需求，极大推动企业数字化、智能化转型。