Redis性能高30%，阿里云倚天ECS性能摸底和迁移实践

简介

Redis（Remote Dictionary Server）是一种开源的内存型数据存储，通常被用作数据库缓存系统。 它广泛用于医疗卫生系统、物联网和金融服务等实时应用行业。 Redis具有高度可扩展性，可用于实时分析、缓存、发布/订阅应用程序和会话管理。

Redis是一种Key-Value的No SQL数据库，性能是Mysql的10-100倍；支持多种数据类型（String、Hash、List、set、zset...），支持通过CLI、API、GUI等方式读写。与SQL数据存储在磁盘不同，Redis数据在内存中。倚天ECS采用DDR5内存，可获得比DDR4高50%带宽，实现更高性能的读写性能。同时在超高并发下，物理核+大Cache设计比传统的Hyper thread的共享ALU和cache，可获得更好的性能。

生产环境中，一般采用R系列（内存:CPU=8），在本文中，我们在阿里云 ECS G8y 实例（基于 Armv9 的倚天 710 处理器）和G7 实例（x86）上做了Redis的吞吐量测试对比，以展示倚天 710 的性能优势。

架构和环境

我们使用 memtier_benchmark作为负载生成器和性能基准测试工具。 它是 Redis Labs 为 Redis 构建的开源高吞吐量基准测试工具。 memtier_benchmark 部署在单独的 ECS 实例上。

对于Redis服务器，我们在4xlarge实例部署了16个Redis进程，并组成Redis集群模式，测试拓扑如下。16个Redis进程通过绑核方式使其调度多个CPU上，充分发挥每个Core能力，部署架构如下

图1. Redis部署架构-基准测试拓扑

两种被测ECS实例类型配置如下。基准测试客户端使用了一个单独的G8y.16xlarge实例。

表1.1 测试ECS实例规格

Redis软件版本和测试参数。

表1.2 Redis软件版本

表1.3 Redis测试参数

性能优化和测试结果

测试脚本

memtier_benchmark -s $redis_server_ip -p 7001 --random-data
   --data-size-pattern=S --key-minimum=200 --key-maximum=100000
   --key-pattern=G:G --cluster-mode --clients=2 --threads=32
   --ratio=1:1 --test-time=60

Redis-server运行在4xlarge实例上，16个进程组成一个集群，redis proxy 端口为7001，压测端使用16xlarge实例进行压测，memtier_benchmark创建2clients 32threads对redis 集群发送请求，相当于64个并发请求，每条请求会通过7001端口所在redis进程均衡到集群上。

通过在倚天上启用Booster加速，包括XPS (Transmit Packet Steering)以及中断调优手段， Yitian 710 与同规格的 x86 的 ECS 实例相比，Redis 数据库的吞吐量性能优势高达 35% 。下表中显示的结果是 5 次连续测试运行的汇总结果。

Redis性能优化方案通过ECS Booster一键开启。在实例创建阶段，选择倚天实例G8y，选择Alinux操作系统，勾选加速选项“redis加速”即可。

图2. ECS Booster一键加速功能开启

采用Booster加速，可以大幅度提升性能Redis 在 G8y 和 G7 实例上的性能数据如下：

表2. （G8y vs. G7） Redis 吞吐量性能数据

优化前后的性能测试表格如下：

图3. （G8y vs. G7） Redis吞吐量性能优势

平台选择决策

为了帮助用户决策，我们还测试了Redis6在最新主流场景的性能，在多款ECS产品中对比性能见图

（8vcpu，其他参数与前文相同）

图4. Redis ECS多代实例性能横向对比

另外，第八代ECS支持eRDMA，有效减少内存拷贝，降低网络时延，提升吞吐量，能帮助Redis大幅度提升处理性能；下图为阿里某客户业务性能。

图5，R8y.xlarge，4c32g规格下Redis qps性能数据

注意事项：

·       Redis：4、5、6、7版本在倚天上均可直接运行，优化后性能都具备性能优势。（其他OS请联系服务支持优化）

·      Booster加速：默认对Alinux3环境加速，默认安装redis6（可自行更换版本）

·       实例推荐：鉴于Redis消耗内存容量大，建议使用R系列内存型实例；

·       不适用场景：vcpu资源部分闲置场景。比如x86场景下，2HT只使用1个进程，导致1HT闲置，如更换为ARM服务器性能不具备优势（只发挥50%物理核能力）

总结

Redis是数据库加速方案最流行开源软件。适合电商、网站、博客等应对突发、大流量访问，需要数千台的部署。与同规格的基于 x86 的 ECS 实例相比，Redis部署在基于 Yitian 710 的 ECS 上可获得超过30%吞吐量性能优势。成本方面基于倚天710的G8y实例售价比G7实例低23%，总性价比提高50%；按照相同算法，相对G8a，性价比为1.4倍左右。