硬件架构对 数据库的影响 MYSQL 应该在ARM 还是X86 (翻译)

下面就是一篇关于MYSQL 在 ARM 结构和X86结构上不同的性能表现的文字翻译，实话说曾经测试时（PG），ARM结构的VS X86结构的PG 的确X86更有优势。下面我们看看MYSQL 在不同的物理结构上的不同表现。别说和你没有关系，ARM结构的服务器已经渗透到了 云厂商，国家政府，军队，等等部门和机构，谁也保不准就用上了ARM 结构的服务器。

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译文：
MYSQL 在X86 或 ARM 结构，当我们讨论这个问题的时候，可能随着不断的扩展，会发现很多有意思的事情，但在我们面对很多的数据之前，我们先明白一下这两种结构的不同，除了从CISC 和 RISC 结构来看不同以外，我们最重要的主题是针对MYSQL来说那个结构更好。

这里有几个问题

1   内存模式的高低

2   底层专用指令的不同，例如对于CRC32编码基于硬件没有不同而不同         在于处于底层的指令集合X86 SSE 或者 ARM-ACLE 对指令执行的不同。

3    Cahce的不同，基于ARM结构的处理器更倾向于使用大量的缓存。

4   比如ARM 结构中缺少PAUSE指令，导致在需要低延迟的情况下，无替代指令，某些操作在ARM上的消耗更大，造成一些操作上的挑战和内存使用的问题，如在使用中会有高延迟。

实际上社区已经在MYSQL 上做了一些补丁来适应，但实际上MYSQL 对于ARM结构的支持刚刚开始，大部分工作尚未完成，只优化了少部分的代码。

所以我们现在最重要的是看看一些关于性能方面的问题，我们通过MYSQL 8.019来进行测试，分别在不同的硬件产品上 X86 和 ARM 上来进行比较。

测试硬件为

• 24 vCPU/48 GB Intel(R) Xeon(R) Gold 6266C CPU @ 3.00GHz for running MySQL on x86.

• 24 vCPU/48 GB ARM @ 2.60GHz for running MySQL on ARM

两种不同的硬件产品，测试是通过sysbench进行的，测试中数据经过预热，并且通过不同维度的包含OLTP 读写操作， UPDATE 操作中包含索引和不包含索引，以及只读操作等等来查看两种硬件在此的不同。

相关测试的表和配置如下

• Table: 96-tables * 1.5 million (data-size= 34GB)

• Buffer Pool: 36GB

• Redo-Log: 4GB*2

• TC-run-time: 300 secs

• TC-warmup: 60 (sysbench –warmup-time)

• workload-query-based warmup: 600

• change-over-sleep: 180

• checksum-based-warmup: enabled

• data-storage: 300GB (support for 16500 IOPS (nullify effect of Burst IOPS)).

测试结果

1  简单查询

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threads	ARM (qps)	x86 (qps)	ARM (qps - fscaled (FS))	% ARM-vs-x86	% ARM (FS)-vs-x86
1	6696	6439	7726	4	20
2	12482	11774	14402	6	22
4	23881	21308	27555	12	29
8	45993	42110	53069	9	26
16	88517	81239	102135	9	26
32	142974	136724	164970	5	21
64	198839	212484	229430	-6	8
128	217778	241555	251282	-10	4
256	209797	224009	242073	-6	8

分析：

在较低线程的情况下，ARM 要优于X86结构，在高负载的情况下，X86要优于ARM结构，同时在FS CPU 自动调整频率的情况下ARM 结构 比X86要优越。

2 只读测试

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threads	ARM (qps)	x86 (qps)	ARM (qps - fscaled (FS))	% ARM-vs-x86	% ARM (FS)-vs-x86
1	5222	5259	6025	-1	15
2	10333	10200	11923	1	17
4	19176	19349	22126	-1	14
8	36881	37035	42555	0	15
16	70337	67065	81158	5	21
32	109207	113210	126008	-4	11
64	139294	164148	160724	-15	-2
128	151382	175872	174672	-14	-1
256	149136	164382	172080	-9	5

结果分析：

ARM 结构在定频的方式下与X86性能相近，但在FS的情况下，ARM结构产品要优于X86的产品。

3 读写模式

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threads	ARM (tps)	x86 (tps)	ARM (tps - fscaled (FS))	% ARM-vs-x86	% ARM (FS)-vs-x86
1	137	149	158	-8	6
2	251	273	290	-8	6
4	462	502	533	-8	6
8	852	920	983	-7	7
16	1539	1678	1776	-8	6
32	2556	2906	2949	-12	1
64	3770	5158	4350	-27	-16
128	5015	8131	5787	-38	-29
256	5676	8562	6549	-34	-24

结果分析：

在读写模式下， ARM 结构比较X86结构都有一定的差距。

4 update 带索引的情况

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threads	ARM (tps)	x86 (tps)	ARM (tps - fscaled (FS))	% ARM-vs-x86	% ARM (FS)-vs-x86
1	328	373	378	-12	1
2	623	768	719	-19	-6
4	1060	1148	1223	-8	7
8	1905	2028	2198	-6	8
16	3284	3590	3789	-9	6
32	5543	6275	6396	-12	2
64	9138	10381	10544	-12	2
128	13879	16868	16014	-18	-5
256	19954	25459	23024	-22	-10

结果分析：

在FS 模式下的ARM结构对比X86的结果相近，在高并发的情况下还是有一定的差距。

5  Update  不带索引的情况

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threads	ARM (tps)	x86 (tps)	ARM (tps - fscaled (FS))	% ARM-vs-x86	% ARM (FS)-vs-x86
1	328	373	378	-12	1
2	588	686	678	-14	-1
4	1075	1118	1240	-4	11
8	1941	2043	2240	-5	10
16	3367	3662	3885	-8	6
32	5681	6438	6555	-12	2
64	9328	10631	10763	-12	1
128	14158	17245	16336	-18	-5
256	20377	26367	23512	-23	-11

结果分析：

在低并发的情况下，ARM结构FS模式要比X86性能略强，但在高并发的情况下，MYSQL在X86要比ARM结构表现的更好。

总结：

以下是一些测试通过观察我们得出的结论

1  对于只读工作负载，X86 与ARM 性能相近

2  对于写操作，X86比较稳定，ARM结构中FS模式会更好

3  FS 模式下的ARM并不是大多数情况下的使用方式，但需要注意的是ARM结构的产品比X86产品的价格要低，测试中随着系统争用变多，ARM系统的性能降低，但我们也需要注意MYSQL 也是刚刚开始支持ARM结构的产品，尤其的自旋锁上并没有像X86一样进行优化。

总结：MYSQL 从使用成本考量上，ARM结构的产品应该还是一个性价比可期待的。

原文：

https://mysqlonarm.github.io/MySQL-on-x86-vs-ARM/

注：FS 模式为CPU 超频模式

个人观点：在目前的情况下，无论是PG 还是MYSQL 尽量还是在X86结构的硬件产品上使用，ARM结构目前对于这些开源数据库并不是太友好，尤其在高并发的情况下。