※ 本記事は、Kailas Jawadekarによる”Achieve up to 30% better TCO for Cassandra workloads on OCI Ampere A1 Compute“を翻訳したものです。
2023年8月25日
このブログは、Ampere Computingのシニア・プリンシパル・プロダクト・マーケティング・マネージャーであるSeema Mehta氏と共同で書かれています。
Apache Cassandraは、Apple、eBay、Netflixなど、数千の企業から信頼されているオープン・ソースのNoSQL分散データベースです。Apache Cassandraは高パフォーマンス、線形スケーラビリティ、およびコモディティ・ハードウェアまたはクラウド・インフラストラクチャで実証済のフォルト・トレランスにより、ミッションクリティカルなデータに最適なプラットフォームになりました。
Ampere Altraプロセッサは、クラウド・ネイティブ・アプリケーション向けに構築された完全なシステム・オンチップ(SOC)ソリューションです。Ampere Altraの革新的なアーキテクチャにより、高パフォーマンス、リニア・スケーラビリティ、および優れたエネルギー効率を実現します。Ampere Altraでは、負荷の増加に伴う分散を最小限に抑えながら、ワークロードを予測可能な方法で実行できます。この予測可能性により、業界をリードする価格パフォーマンスと、Cassandraなどの実際のワークロードのためのフットプリントを小さくすることができます。
Oracle Cloud Infrastructure (OCI)は、クラウド・ネイティブのAmpere A1プラットフォーム上でAmpere Altraコンピュート・シェイプを提供します。Ampere A1プラットフォームはベア・メタル・サーバーまたは柔軟な仮想マシン(VM)シェイプとしてデプロイでき、お客様がクラウド・スタック全体を完全に制御できます。Ampere A1 VMシェイプは、1-80コアおよびコア当たり1-64 GBのメモリーからの柔軟なサイズ設定を提供し、決定的なパフォーマンス、線形スケーラビリティ、市場で最高の価格性能を備えたセキュアなアーキテクチャなど、いくつかの主要な利点があります。
このブログでは、Ampere Altraプロセッサを搭載したOCI A1コンピュート・シェイプを、Cassandraを実行しているAMD EPYC 7763プロセッサを搭載したOCI E4シェイプと比較し、これらのシェイプごとにCassandraワークロードの実行のスループット、レイテンシおよびコストを測定します。
OCI A1上のCassandra
ArmベースのAmpere Altraプロセッサを搭載したOCI A1コンピュート・シェイプは、Cassandraなどのクラウド・ネイティブ・アプリケーションに対して優れたパフォーマンスを提供するように設計されています。Ampere AltraプロセッサでCassandraを実行すると、次の利点があります。:
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クラウド・ネイティブ: クラウドの顧客向けにゼロから設計されたOCIのA1シェイプは、Cassandraなどのクラウド・ネイティブのユースケースに最適です。
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スケーラブル: 革新的なスケールアウト・アーキテクチャにより、Ampere Altraプロセッサを搭載したOCI A1シェイプは、すべてのコアで一貫した周波数 3.0 GHzと組み合せた魅力的なシングルスレッド・パフォーマンスで高いコア数を持ち、ソケット・レベルでより高いパフォーマンスを実現します。
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電力効率: 業界をリードするエネルギー効率により、OCI A1プロセッサは競争力のあるレベルのRAWパフォーマンスを実現し、x86製品よりもはるかに低い電力消費を実現できます。
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価格性能: Ampereの低電力設計とOCIの高性能インフラストラクチャを活用したAmpere A1シェイプは、クラウドで最高の価格性能を提供します。
ベンチマーク構成
ベンチマーク・テストでは、次の構成でCassandraを実行しました。:
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クライアント: 1 OCI A1 VM、32 OCPU、32-GB RAM
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OCI A1: 1 OCI Ampere A1 VM、64 OCPU per 64 T、512-GB RAM、2 2,048-TB disks with RAID 0 for data、2x 2,048-TB disks with RAID 0 for commit log
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OCI E4: 1 OCI AMD EPYC Milan E4 VM、32 OCPU per 64 T、512-GB RAM、2 2,048-TB disks with RAID 0 for data、2 2,048-TB disks with RAID 0 for commit log
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オペレーティング・システム: Oracle Linux 9
Cassandraバージョン4.0.6およびJava開発者キット(JDK)バージョン15を使用しました。適切なフラグを使用してGCC 10.2でコンパイルされたJDK-15でCassandraをコンパイルすることをお薦めします。新しいJavaバージョンは、Aarch64アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができる最適化されたコードの生成に大きく進歩したためです。Java仮想マシン(JVM)に適したメモリーとスレッドを備えたJavaコンパイラとして、G1GCを使用しました。
Cassandraをベンチマークするための負荷ジェネレータとしてCassandraストレスを使用してこのテストを行いました。各テストは、複数のスレッドおよび複数のクライアントを使用して3分間実行するように構成されました。
スループットを特定のサービス・レベル合意(SLA)でのパフォーマンスの尺度として測定することは現実的であるため、99パーセンタイル・レイテンシ(p.99)を5ミリ秒で使用しました。このレイテンシにより、最悪の場合でもリクエストの99%のレスポンス時間が5ミリ秒になることが保証されました。
書込み操作用に最適化されたCassandraの重要な使用目的である、90%の書込みと10%の読取りでウォームアップにより3分間テストが実行されました。テストでは、まず適切な数のクライアントとスレッドを使用してCassandraのインスタンスを1つロードし、p.99レイテンシは最大で5ミリ秒でした。
次に、1つ以上のインスタンスがp.99レイテンシSLAに違反するまで、Cassandraインスタンスの数が連続的に増加しました。すべてのインスタンスの集計スループットがプライマリ「Next」として使用されました。1つ以上のインスタンスがp.99レイテンシSLAに違反するまで、Cassandraインスタンスの数を連続的に増やしました。すべてのインスタンスの集計スループットをプライマリ・パフォーマンス・メトリックとして使用します。テストを3回実行し、実行間バリエーションが最小であることが確認されました。
ベンチマーク結果
スループットでは、Ampere AltraはOCI E4と比較して9%から17%のスループットが向上しています。次の図では、高いほど優れています。
レイテンシについて、Ampere A1は、AMDのE4第3世代のEPYCと比較して最大40%低いレイテンシを実証しました。この図では、より低い方が優れています。
AMD EPYCを搭載したOCI E4で実行されているCassandraデータベースの総所有コスト(TCO)については、1PB当たりの年間コストを$24Mとして計算しました。それに対し、Ampereでワークロードを実行する年間コストは、1PBのデータでは$17Mでした。お客様は、CassandraワークロードをA1で実行することで、年間データPB当たり$7Mを節約し、TCOを30%改善できます。
まとめ
Cassandraなどの分散NoSQLデータベースは、大量のデータを容易かつスケーラビリティで管理し、クラウド・デプロイメントに人気があります。このテストでは、Ampere Altraプロセッサを搭載したOracle OCI Ampere A1インスタンスが、Cassandraデータベース・ワークロードを実行するための高いスループット、低レイテンシおよび低TCOを実現できることが示されました。
CassandraがOracle Ampere A1で実行されているため、AMD E4 第3世代のEPYCと比較して、最大17%のスループット、最大40%低いレイテンシ、および最大30%優れたコスト削減を達成しました。
クラウド・アプリケーション開発者にとって、Oracle Cloud InfrastructureでAmpere AltraベースのVMを選択すると、パフォーマンスと価格性能が向上し、さらにカーボン・フットプリントが減少します。
詳細は、次のリソースを参照してください。: