MySQL的啟示：Intel Optane P4800X評測(4)

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本次測試特邀熊貓直播高級DBA楊尚剛參與。尚剛在互聯網公司工作多年，是MySQL資料庫等方面的專家。

在這一系列評測中，從前面幾篇已經可以全面了解使用3D XPoint Memory的Optane P4800X SSD硬體本身的性能，以及在Oracle資料庫中的表現和價值。如果還沒看過並且有興趣的朋友可以點擊下列鏈接：

《Intel Optane P4800X評測（序）：不用緩存和電容保護的SSD？》

《Intel Optane P4800X評測(1)：好鋼如何用在刀刃上？》

《Optane P4800X評測(2)：Oracle 170萬TPM意味著什麼？》

《Intel Optane P4800X評測(3)：Windows綁核優化篇》

至於MySQL，在Intel官網上也有一篇文章《Applying Intel Optane SSDsto MySQL- Part 1 Fast Storage》，其中的測試數據還看上去還不錯。那麼我們自己的實測結果如何呢？

測試環境還是之前那套平台：Dell PowerEdge R830伺服器，配置4顆Xeon E5-4610 v4 1.8G十核CPU和256GB內存。分別檢驗資料庫放在Intel SSD P3700和Optane P4800X上的表現。

首先，我們將列出bufferpool（也就是資料庫在系統內存中的緩存）設置為14GB時的測試結果。

第一輪測試：P3700

已跑滿，Optane

仍有餘地

測試資料庫MySQL 5.7.18 官方社區版

QPS（query persecond）包括資料庫的讀寫操作，橫坐標為並發數，以下同

select查詢場景是只讀操作。由於測試平台CPU總共40個物理核心/80線程，SysBench壓測到128線程已達峰值性能。進一步觀察，在Optane P4800X和P3700兩者QPS差不多的情況下，P3700的ioutil能到100%，而Optane的ioutil在60-70左右。也就是說P3700已經到了極限，而Optane還是有空間的，進一步性能發揮可能受限於MySQL自身或者CPU。

由於資料庫緩存的作用，該場景的平均延時表現差不多（瓶頸不在卡上），所以上面我們列出的是95% QoS延時。這個應該就是Cache未能命中那些落到SSD上的I/O，所以低並發時Optane的優勢大一些。

insert插數據場景則是100%寫，我看了OptaneP4800X和P3700的數據沒有明顯差距，無論QPS還是延時。由於bufferpool的緩存作用，insert此時應該主要受限於MySQL本身。下文中我們還會列出調小Cache後的insert壓測曲線。

這個圖表比較的是平均延時，與上面一張不同。

OLTP場景為混合讀寫。記得早年看到另一位DBA專家朋友@jametone在微博上寫道：存儲的（小塊）I/O中，讀容易離散而寫相對連續的時候多（印象中是這個意思）。一方面資料庫Cache有合并作用，此外日誌文件也是順序寫。

由於這裡的事物比前面複雜，64並發測試的延時不到10ms，128並發為15ms左右，都在可以接受的範圍內。

以上測試MySQL Cache大小設置為14GB，如果將其上調則緩存命中率提高，測試數據還能更好一些，但Optane P4800X和P3700的差距也會更加不明顯。

調低Cache

命中率，壓到SSD

上現差距

我們知道資料庫的Cache命中率取決於2個因素：內存Cache容量和庫文件（數據集）大小。為了體驗Cache命中率較低時的情況，我們此次選擇不改變數據量，而是把bufferpool調整為1GB。

當資料庫Cache減小為1GB之後，OLTP場景的QPS數值有所下降，而兩塊SSD卡也拉開了差距。在64並發下P3700的平均延時已經超過20ms，此時OptaneP4800X還不到10ms。下面是1小時的壓測曲線：

註：藍色和橙色曲線分別為Intel Optane P4800X（3D XPoint Memory）和P3700（NAND快閃記憶體），此時資料庫緩存命中率較低，壓力能夠反映到SSD上，所以差距比較大。

Insert

場景：Optane

寫穩定性更好

在資料庫緩存命中率較低時，insert插入測試的差別也更明顯了，Optane P4800X的QPS較為穩定，而P3700則有較大幅度跌落的時候（與《Intel Optane P4800X評測(1)：好鋼如何用在刀刃上？》一文中的結果接近）。雖然主要的瓶頸在資料庫，但Optane還是能夠改善性能穩定性。

註：Intel SSDP3700的DWPD（5年平均每天整盤隨機寫遍數）高達17，在傳統NAND快閃記憶體SSD中屬於壽命高、寫性能穩定的代表之一。

官方測試對比思考：環境、評估標準不同

上圖來自我在開頭提到那篇Intel網站上的文章，這裡也是對比的OLTP工作負載，為什麼結論與我們的測試有些不同呢？下面我來解釋一下：

1、首先，Intel這一測試使用了與OptaneSSD容量相對接近的400GB P3700，從下表中可以看出其寫入性能與1.6TB、2TB大容量點差距較大，由於這個Optane P4800X顯得「更快」。而我們的測試則主動選擇了P3700 2TB，因為更想看到Optane與旗艦快閃記憶體卡之間的比較。

價格上，大家都知道3D XPoint Memory單位容量比較貴吧，不過要是拿P3700 2TB與P4800X 375GB比就應該在同一級別了。

這個表格我在《Intel發布P4500、P4600 NVMe SSD：規格釋疑》一文中列出過

根據常識SSD的寫性能和壽命與容量有關，Intel新一代的P4600雖然寫速度更快些，但由於其3DTLC快閃記憶體的壽命沒有P3700高，所以寫耐久度不在一個級別。目前第一代3D XPoint介質已經達到了30 DWPD，而且Optene P4800X只用375GB就達到了50萬穩態隨機寫IOPS。

2、Intel這個10倍差距，比較的是99% QoS延時在10ms左右的TPS性能。這比人們通常對比的平均延時和95% QoS要求更加苛刻。而早在《再談3D XPoint：延時、QoS與隊列深度》一文中我就提到QoS延時是OptaneP4800X的一大優勢。

3、Intel的測試平台使用了2顆Intel Xeon E5 2699 v4 CPU，主頻2.2GHz一共44核心；比我們用的4顆Xeon E5-4610v4 1.8G（共40核）性能要高一些，有助於緩解CPU在資料庫測試中的瓶頸。當然這不是PowerEdgeR830伺服器平台的不足，如果我能用E5-4669 v4之類的CPU測，估計又是另外一番風景了。

總結

與之前Oracle測試中的情況類似，MySQL SysBench也是在資料庫Cache命中率調低後，才能將SSD存儲的差距放大。正如尚剛所說，如今瓶頸更多在於CPU和軟體本身，「軟體的適配還跟不上硬體的發展」。

上文中還提到了QoS延時，順便我也做個預告：系列評測的下一篇除了SDPK之外，還會讓P4800X和P3700的QoS延時同場競技。請大家繼續關注！

特邀作者/

測試專家介紹

楊尚剛，熊貓直播高級DBA，之前在新浪負責新浪微博核心資料庫架構設計和優化，以及資料庫平台硬體測試和選型。

參考資料 https://itpeernetwork.intel.com/applying-intel-optane-ssds-to-mysql-part-1-fast-storage/

註：

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原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwODExNjI3NA==&mid=2649776162&idx=1&sn=e0b2f83ce26f2bb310c55bb797d25f2d&chksm=8377017fb40088692240e3f90bd1738b5cda02fb45ba345be5d43c9228b6e7f3894210fd9821#rd

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