越提速越精彩，“黑科技”加持联通沃云
2020-05-12
14:00:03
来源: 半导体行业观察
记得几年前，我们还在用3G手机的时候，流量依然是比较宝贵的资源，许多需要经常出差的商务人士都要买一种WIFI上网卡之类的东西，类似于随身WIFI，以缓解流量的不足。
但是最近几年，特别是从2019年开始，流量就不再成为大家关注的问题。在公交车上、地铁上，你总能看到在追剧的妹子们，或者是坐在对面刷快手的中年大叔。似乎在进入4G时代开始，我们每个月的流量就从之前的几个GB变成了十几个甚至几十个GB，甚至某些虚拟运营商推出“王卡”有上百GB的流量……
如今， 流量用不完已经成为了手机应用的常态，许多小伙伴再也不纠结WIFI密码是多少，无论是看视频、玩网游、刷抖音，根本不担心流量的问题。对于用户来说，这样的体验方 式真的很爽，随心所以的下载和浏览更让我们在互联网的世界中放飞自我。但是你可曾想过，就在我们获取这些娱乐快感的同时，运营商的后台却正在承受前所未有的压力。
这是中国联通“沃云”平台的架构图，图上我们可以清楚的看到左侧的手机、平板、摄像头等多种设备每天正在产生海量的音频、视频等非结构化数据，而这些数据在经过网络传输之后进入后端的云平台，经过分析和处理才能够用于业务操作。而在这个过程中，伴随着数据量的提升，中国联通“沃云”对于系统的处理能力也提出了更高的要求。
提起中国联通的“沃云”平台，许多人可能感到陌生。但要是说起3G时代联通那句经典的广告语——“精彩在沃”，不少人就会恍然大悟。没错，“沃云”就是诞生于3G大潮下，准确的说是在2013年召开的云世界大会上正式对外宣布的，并且也成为了中国联通自主研发的、面向企业和政府用户的云计算服务平台。
时至今日，“沃云”平台经过不断的发展与迭代，如今已经演进到了5.0版本，完成了可信云、安全等三级认证，并在电子政务、环保、医疗、教育、金融、旅游等各行业以及联通集团内部、部分省分的私有云得到广泛应用。
2018年，我曾经有幸参观过中国联通位于内蒙古呼和浩特的联通云数据中心，其宏大的规模和多层次的部署给我留下了深刻的印象。而如今，沃云在全国已建设超过十个云数据中心资源池，规模达到 25万核CPU，20PB存储，总带宽 240G，并仍在快速发展。
如此庞大的数据中心为沃云提供了充足的业务能力，但同时也需要强大的云计算平台支撑能力以满足不同行业客户应用对云计算资源池的不同服务要求和业务增长需求。同时，伴随国家对于运营商不断提速降费的需求，也势必要求沃云控制运维成本、实现按需定制和可持续发展。
说起来容易做起来。熟悉行业人可能清楚，数据中心本质上属于基建项目，而在建设之初数据中心的承载量就经过预设和评估，包括其中的散热能力、供电能力都是基本固定的，很难进行改变。而如果想提升某个数据中心的运行效率，在不扩大数据中心面积的条件下，更多则需要从服务器本身的计算能力上下手。
这还要看沃云所承载的业务类型。正如我们在文章开头所说，如今越来越多的用户都将手机作为娱乐工具，因此每天都会产生包括音频、视频在内的海量非结构化数据，而这种数据的处理对于服务器自身性能产生了巨大的挑战，特别是在虚拟化应用环境中，内存不足已经成为了困扰数据处理的难题之一。
对于大数据分析来说，无论是数据的挖掘和清洗还是后期的分析与预测都需要海量内存的支持，即便是对于流数据处理、关系型数据库、内存数据库等平台来说，海量内存也是必不可少的。但即便已经意识到了容量的重要性，但是许多客户迫于价格因素还是无能为力。特别是在强调提速降费的今天，运营商对于成本的控制也极为严格。
难道就找不到合适的方法，在容量与价格之间取得平衡，让更多用户都能享受到大数据应用的便捷吗？答案是肯定的。无论是用于数据分析还是搭建更多的虚拟机，内存容量都是“多多益善”。
这也恰恰成为了英特尔傲腾持久内存的用武之地。英特尔傲腾持久内存是英特尔推出的最新一代非易失性内存产品，它既具有接近于DRAM内存的数据读写性能，又具有固态硬盘的数据非易失性特性和超长擦写寿命，提供了行业领先的高吞吐率、低延时、高服务质量和超高的耐用性，对于海量数据应用来说正合适。
由此也促成了中国联通与英特尔的业务合作——采用新的内存架构，优化沃云平台的承载能力。这次合作基于两个层面实现，首先从虚拟化的角度来说，英特尔傲腾持久内存所提供的海量内存容量为沃云提供了充足的计算能力，可以创建更多的虚拟机；而凭借英特尔所实现的海量内存容量，沃云还可以在大数据、流式、实时、IMDB等分布式数据处理分析中获得更好的性能和性价比表现。
来自实验室的测试数据可以更好的说明这一点。Intel-中国联通沃云联合实验室曾采用两款配置相近的服务器进行测试，其中基准服务器平台采用的是标准384GB内存，而用于对照的傲腾平台测采用的是192GB+4x128GB傲腾持久内存的混合模式。之所以如此配置，是根据处理器核心数量来设定的，CPU的核数越多，作为虚拟化计算节点，内存容量的需求就可能越大。
测试项目包括了StreamTriad内存标准带宽、Redis内存数据库和MySQL数据库三大部分，结果带给我们很多惊喜。为了行文方便，下列测试中的DDR4基准配置我们叫做“基准平台”，DCPMM内存模式我们叫做“傲腾平台”。
首先我们看到的是StreamTriad基准内存带宽性能压力测试。数据显示，两套平台的测试成绩相差无几。虽然基准平台的性能更好，但是傲腾平台的表现也完全可以接受，两者的差距大约在5%左右，性能表现非常接近。
接下来的Redis测试基于虚拟机来实现。这里我们需要说明的是，每台虚机配置 vCPU为4核心，最大内存为32GB（实际消耗内存为 24GB），其中基准平台可以启动约14个虚拟机，傲腾平台可以启动19个虚拟机。
这个数据看起来非常有意思。首先对于单个虚拟机来说，傲腾平台相对于基准平台还是有所落后的，但是差距不大；不过在整体表现上，虽然傲腾平台的虚拟机数量更多，但是单个虚拟机的性能平均比基准平台还是要略高一些。至少从应用来说，在Redis测试中，傲腾平台并不比基准平台逊色，甚至还要略强一点点。
相对于Redis来说，MySQL同样是我们常见的数据库应用，这里测试的是大缓存页场景下不同平台的承载能力。鉴于MySQL吞吐能力依赖IO读写性能，通过增大缓存页可以进一步提高MySQL数据库的实际吞吐，也就说越大内存容量成绩越高。
测试结果表明，在同配置场景下，基准平台运行15个虚拟机就基本将系统内存消耗完毕，达到了系统吞吐的极限；傲腾平台由于系统内存尚有余量，可以进一步增开虚机，因此虚拟机容量增加到了20个，也将系统整体吞吐进一步提高约20%。
看完了上述三项测试，其实大家都会发现傲腾平台在数据处理中更具优势，成绩表现甚至比基准平台还要好。但是有人可能会将这种优势归结为傲腾平台的容量更大。但其实容量问题我们刚解释过，是基于处理器核心数量来配置的，更重要的是，这两款平台在成本上几乎是相同的*（基于测试当时的内存市场价格）。
也就是说，使用传统的384GBDDR4内存（24×16GB）的价格与192GB DDR4内存加4×128GB英特尔傲腾持久内存的成本价格相当，但是英特尔傲腾持久内存作为内存模式时可见内存容量为512GB，比DDR4系统内存容量增加了30%。
这恰恰是在研发过程中对中国联通沃云产品优化所需要看到的，通过搭载英特尔傲腾持久内存，中国联通得以在快速增长的云计算业务中，在控制“沃云”服务器成本的前提下，快速提升平台资源池中服务器计算资源利用率。同时能够无缝迁移各种云计算平台上的各种业务需求，解决业务爆发式发展与 IT 基础设施承载能力不足的矛盾。
而除了能够解决沃云在大数据分析中大内存和高性能吞吐场景中的系统瓶颈之外，英特尔傲腾持久内存还能够能显著改善由于虚机数增加或虚拟机大内存
需求造成的物理内存不够引发的虚拟机计算性能陡降问题，并能够提供相同的 SLA (Service Level Agreement) 保证。这一点，也同样满足了运营商对于关键业务的高端要求。
随着 5G 时代的加速到来，人工智能、物联网和增强型云服务等因素提高了电信网络上的数据量及其多样性，而伴随着大数据时代的到来，特别是随着云业务的持续高速增长，运营商业务也在面临严峻的考验。
加上国家将提速降费变为运营商“日常要求”的时候，就要求运营商一方面要不断提升IT服务能力，另一方面还要小心翼翼的控制成本，在两者中达成平衡。而这个看似“不可能完成的任务”，在英特尔傲腾持久内存的加持下变得简单可行，特别是多项测试结果也证明英特尔傲腾持久内存在数据库和数据分析上有着先天性能和性价比优势，特别是在可靠性、稳定性和一致性上也能够满足关键业务的严苛需求。
多得用不完的流量，越来越快的网速，越来越顺畅的上网体验……这逐渐提升的幸福感得益于中国联通的服务升级，也同样得益于英特尔傲腾系列的“黑科技”加持。
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