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你的虛擬服務(wù)器需要幾核CPU？影響配置的因素有哪些
你的虛擬服務(wù)器需要幾核CPU，這個問題看似簡單，實則復(fù)雜，要綜合考慮很多因素。一般在虛擬環(huán)境中CPU使用率通常偏低，而內(nèi)存大小和速度通常會比CPU產(chǎn)生更大影響，加上虛擬服務(wù)器通常是I/O密集型的。
事實上，服務(wù)器并不需要單顆CPU具有太多的核心數(shù)量，因此表面上，CPU內(nèi)核數(shù)量越少越好。但是問題在于服務(wù)器設(shè)計的其他因素，這些因素都會對成本造成影響，因此最終都會成為影響配置的決定性因素。內(nèi)存
DRAM（動態(tài)內(nèi)存）價格非常昂貴，而最新、密度更高的DIMM（雙列直插式存儲模塊）相比于主流的DIMM更加昂貴，因此廉價但是供應(yīng)量充足的普通DIMM也許是一種更好的選擇。但是現(xiàn)在Optane或者NAND的NVDIMM已經(jīng)成為TB級別內(nèi)存擴(kuò)展的最佳方式。
使用NVDIMM或者更加廉價的DRAM需要增加DIMM插槽數(shù)量，這樣做能夠?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)存帶寬擴(kuò)大一倍并且?guī)砥渌苑矫娴男阅芴嵘?，管理員就能夠在服務(wù)器上加載更多的實例了。
向服務(wù)器添加快速的NVMe SSD能夠顯著提升實例的I/O性能。過去這是一種非常昂貴的解決方案，但是現(xiàn)在NVMe已經(jīng)進(jìn)入消費(fèi)級市場，價格大幅降低。
NVMe大幅度降低了操作系統(tǒng)在I/O方面的開銷，能夠節(jié)省大量的CPU和內(nèi)存時間周期。類似地，RDMA（遠(yuǎn)程直接數(shù)據(jù)存取）被廣泛應(yīng)用在HCI（超融合基礎(chǔ)架構(gòu)）中，將會在未來幾年成為一種標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)特性，能夠減少虛擬服務(wù)器集群之間的系統(tǒng)開銷和延遲。
總而言之，內(nèi)存和I/O方面的性能提升允許管理員運(yùn)行更多的虛擬服務(wù)器實例，從而導(dǎo)致CPU數(shù)量不足。因此需要增加單顆CPU的核心數(shù)量，才能夠保證服務(wù)器的正常運(yùn)行。
實例配置
在這篇文章，有必要談?wù)撘幌戮烤故裁词菍嵗?。?dāng)然，我們不能為實例設(shè)置固定大小。實例可能包含多種配置以適用于多種應(yīng)用程序?？梢允且粋€虛擬核心對應(yīng)一個物理核心，或者多個虛擬核心對應(yīng)一個物理核心，甚至是一個虛擬核心對應(yīng)整個CPU。內(nèi)存和I/O分配同樣是相互獨(dú)立的變量。
實例的發(fā)展趨勢是更大的DRAM和更多的I/O以及更低的虛擬核心比——也就是每個實例中更多的CPU。如果管理員希望未來五年之內(nèi)使用這種等級的實例，那么具有更多CPU核心的服務(wù)器引擎將會起到很大幫助作用。
容器和微服務(wù)
這種相對全新的虛擬化方式是為了替代基于hypervisor的實例。通常由于共享內(nèi)存段，運(yùn)行容器的服務(wù)器相比運(yùn)行hypervisor的服務(wù)器所需的DRAM更少，因此容器的數(shù)量通常會是實例數(shù)量的三到五倍。但是實例數(shù)量的增加意味著需要更多的CPU核心。
如果我們向微服務(wù)軟件架構(gòu)遷移，存儲和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能都被轉(zhuǎn)變?yōu)楹苄〉娜萜骰Ｐ停瑧?yīng)用程序被分隔為微服務(wù)元素，那么單臺服務(wù)器能夠運(yùn)行的容器數(shù)量還會繼續(xù)提升，而且是大幅度地。微服務(wù)意味著需要CPU進(jìn)行更加頻繁的狀態(tài)切換。需要更好的性能表現(xiàn)和并發(fā)能力，因此單個CPU需要更多的核心才能夠滿足要求。
服務(wù)器架構(gòu)創(chuàng)新
所有這些都忽略了服務(wù)器架構(gòu)方面的領(lǐng)先技術(shù)。關(guān)于HMC（ Hybrid Memory Cube）方面的討論已經(jīng)持續(xù)了三年，其能夠?qū)PU和DRAM段形成更加緊耦合的模型。這種方式能夠大幅度提升DRAM速度，比如適用于許多并行通道的電接口和架構(gòu)調(diào)用以及DRAM。
現(xiàn)在很多主流廠商都在推廣類似于HMC的平臺，其早期版本限制DRAM大小不能超過32GB。這足夠在三層和DRAM之間形成一個足夠大的中間層緩存，有效提升內(nèi)存性能表現(xiàn)以支持更多的CPU核心。由此得出的結(jié)論是多CPU核心是有意義的。
增加核心的成本方面考慮
通常數(shù)量更少、更加強(qiáng)大的服務(wù)器相比于多臺小型服務(wù)器在成本方面更加具有優(yōu)勢。它們的運(yùn)行成本更低，能夠支持25Gb以太網(wǎng)和50Gb RDMA連接。底層基礎(chǔ)架構(gòu)的電力成本得到平攤，而運(yùn)營費(fèi)用——供電、制冷和維護(hù)等——也都更加便宜。
所有這些討論包含一些如何選擇組件的不錯建議。比如，每顆核心的成本會隨著數(shù)量的增加而下降，但是最好的三到四顆CPU很有可能是全新的，需要50%到100%的額外費(fèi)用。同樣的情況也適用于內(nèi)存和SSD。
如果沒有使用前沿技術(shù)，那么看起來更多的CPU核心和配置更高的服務(wù)器相比于小型服務(wù)器更加具有吸引力，但是爆米花大小的web服務(wù)器除外。
展望未來
未來的服務(wù)器架構(gòu)發(fā)展路線相比于之間更加模糊，是否轉(zhuǎn)向以內(nèi)存為中心的架構(gòu)——比如Gen-Z——依舊在爭論之中。即便如此，我們依然能夠在2018年看到32核心的CPU，并且如果將HMC內(nèi)存體積擴(kuò)展到TB級別，那么CPU核心數(shù)量還會繼續(xù)增加。一些廠商暗示可能會在架構(gòu)中同時使用DRAM和NAND。
通過使用多核虛擬服務(wù)器和HCI架構(gòu)，特定負(fù)載所需要的服務(wù)器存儲將會大幅度減少。
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