解讀數(shù)據(jù)庫服務器采購新標準TPC-E

1、談到OLTP（在線事務處理）數(shù)據(jù)庫 HYPERLINK / o 服務器 服務器采購，相信很多人會想到TPC-C這樣一個權威的性能測試標準。但在去年3月，TPC組織（交易處理性能委員會，Transaction Processing Performance Council）卻宣布推出新的TPC-E，以取代有14年歷史的TPC-C。在過去一年多來，IBM、浪潮、戴爾、NEC、富士通、UNISYS等廠商在TPC-E標準下提交了16次測試結果，TPC-E這樣一個全新的數(shù)據(jù)庫 HYPERLINK /files/0402search.shtml o 服務器 服務器 HYPERLINK /files/ o 評

2、測 評測標準也開始受到越來越多人的關注。本文將對“TPC-C與TPC-E的比較，TPC-E對用戶的參考價值，影響TPC-E性能的因素”等方面進行分析，希望能夠幫助更多人了解TPC-E，在實際采購決策過程中更好的參考TPC-E結果。TPC-C與TPC-E，孰優(yōu)孰劣“TPC-C與TPC-E相比，哪一個更權威、更實用？”這是一個縈繞在很多剛剛接觸TPC-E的人的腦海中的一個基本問題。也許你會說，如果TPC-E不夠好，TPC組織為什么要用它來取代TPC-C呢？但不可否認的一個事實是，TPC-C從1992年起已經(jīng)實行了16年，而TPC-E從去年3月推出還只有一年半的時間，很多用戶知道TPC-C，卻不了解

3、TPC-E。我想要解決這個問題，首先得分析一下TPC組織為什么要用TPC-E來取代TPC-C。TPCE取代TPCC的原因主要有兩個：一是TPC-C的模型已經(jīng)老化，二是TPC-C的測試成本太高。 TPC-C的模型還是十幾年前的東西過時的C/S架構，模擬的是批發(fā)商系統(tǒng)，簡單的數(shù)據(jù)庫和業(yè)務邏輯。而當今WEB2.0時代的OLTP應用，大多采用流行的B/S架構，需要更大規(guī)模的并行處理能力，數(shù)據(jù)庫和業(yè)務邏輯也更加復雜。顯然，如果再用過去的模型來模擬今天的應用環(huán)境，確實顯得有些不合時宜了。 為此，TPC-E對模型進行大刀闊斧的創(chuàng)新模擬證券經(jīng)紀公司而不是批發(fā)商的流量和交易模式，從C/S架構過渡到B/S架構，數(shù)

4、據(jù)類型從原來的3種擴展到10種，事務類型從原來的5種增加到12種，數(shù)據(jù)表由原來的9個增加到了33個，數(shù)據(jù)庫構成更加復雜，也更加符合實際應用，當然對服務器的性能要求也更高了。表1：TPC-E與TPC-C數(shù)據(jù)庫比較 再來看看TPC-C的測試成本。由于TPC-C的模型比較簡單，服務器在測試時只是做一些簡單的數(shù)據(jù)查詢、修改和刪除操作；而在多核計算盛行的今天，針對這種應用，強大的服務器 HYPERLINK /list/b/0217_1.shtml o CPU CPU容易處于等待數(shù)據(jù)的空閑狀態(tài)，I/O因而成為嚴重瓶頸。為了提升I/O，保證測試性能，服務器廠商往往需要動用大量的 HYPERLINK /lis

5、t/b/0205_1.shtml o 內(nèi)存 內(nèi)存和磁盤。比如IBM和惠普公司在獲得最高分的TPC-C測試時都使用了7000塊 HYPERLINK /list/b/0218_1.shtml o 硬盤 硬盤。這使得參加TPC-C測試所需要的成本高達千萬美元。如此巨額成本大大提高了TPC-C的門檻，將很多小型服務器廠商拒之門外。而且，從用戶角度來看，實際應用可能并不需要如此海量的內(nèi)存和磁盤，TPC-C結果的適用性也受到了質(zhì)疑。 而TPC-E則不同。由于數(shù)據(jù)庫更加復雜，要執(zhí)行的事務處理更多TPC-E標準中定義的事務有12種，每個事務對應數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的一個或多個帶輸入和輸出參數(shù)的 HYPERLINK

6、 / o 存儲 存儲過程，而且會涉及到不同表間的關聯(lián)，這使得服務器CPU容易處在“有事可做”的狀態(tài)，因而對內(nèi)存和磁盤I/O的要求也相對小一些。 HYPERLINK /list/b/04020371_1.shtml o 浪潮服務器 浪潮服務器方案技術經(jīng)理喬鑫告訴IT168記者，TPC-C的硬件投入比TPC-E要高出3倍以上，由于TPC-E所需要的磁盤數(shù)量僅是TPC-C的十分之一，從而大大降低了服務器廠商搭建硬件環(huán)境的成本。圖1:TPC-E測試模型之物理結構 TPC組織負責TPC-E推廣的安德里亞斯此前在接受媒體采訪時也曾表示，新測試費用比較廉價的部分原因是對硬件的要求更加合理了，另外一個原因就是

7、TPC將提供 HYPERLINK / o 軟件 軟件的源代碼，取代了要求測試人員自己編寫代碼。 可見，模型更新和成本降低讓我們看到了TPC-E新標準的魅力：更加逼近現(xiàn)實，更有代表性，會更具廣泛性。TPC-E對用戶有什么參考價值那么，對于用戶來說，在實際采購數(shù)據(jù)庫 HYPERLINK / o 服務器 服務器過程中，又如何來理解和看待TPC-E的測試結果呢？ 由于數(shù)據(jù)庫的應用一般有兩種，一種是OLTP，即在線聯(lián)機事務處理，另一種是數(shù)據(jù)挖掘。就目前來說，OLTP仍然是主流應用。所以從一定程度來說，TPC-E的結果對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采購都有一定的參考價值，比如銀行、證券、稅務報稅系統(tǒng)、電子商務網(wǎng)站、電信業(yè)

8、務等都是比較典型的OLTP應用。英特爾 HYPERLINK /files/0402search.shtml o 服務器 服務器性能市場經(jīng)理高豐告訴IT168，雖然不同用戶的應用環(huán)境各不相同，TPC-E無法提供一一對應的方案，但其結果對采購決策還是有重要的方向性指導意義。 與TPC-C一樣，TPC-E的測試結果也主要有兩個指標：性能指標（tpsE，transactions per second E)和性價比（成本/tpsE）。其中，前者是指系統(tǒng)在執(zhí)行多種交易時，每秒鐘可以處理多少交易，指標值越大越好；后者則是指系統(tǒng)價格與前一指標的比值，數(shù)值越小越好。 比如，某系統(tǒng)TPC-E測試值達到700tps

9、E，這意味著什么呢？對此，喬鑫告訴記者，700tpsE相當于這樣一種應用環(huán)境：有36萬用戶同時在線，每分鐘處理42萬個事務，每分鐘進行107萬個數(shù)據(jù)庫存儲過程，每天（8小時）處理2億個事務，5.08億個數(shù)據(jù)庫存儲過程，90%以上的交易事務最長也只需不到3秒就能完成，應用的數(shù)據(jù)規(guī)模在3TB左右。圖2:TPC-E測試模型之邏輯結構 當然，光有性能還不夠，畢竟用戶環(huán)境千差萬別，這時可以借助“成本/tpsE”這樣一個性價比指標，然后根據(jù)自己的預算和要求，計算出需要多大規(guī)模的系統(tǒng)。 對于OLTP應用來說，除了性能和性價比，系統(tǒng)的可靠性和可用性也是非常關鍵的因素。雖然TPC無法給出一個量化的指標，但卻是通

10、過測試過程規(guī)范機制來保障系統(tǒng)的可靠性。 英特爾高級服務器性能工程師汪亞光介紹說，對于每個參加測試的廠商，TPC組織都會派出一位評審專家到現(xiàn)場監(jiān)督，審查系統(tǒng)是否進行了數(shù)據(jù)保護，軟硬件配置是否正確，磁盤損壞的情況下能否保證業(yè)務正常運行。比如有這樣一個環(huán)節(jié)，當負載壓力達到95%峰值時，在沒有UPS保護的情況下，把所有服務器 HYPERLINK /list/b/0222_1.shtml o 電源 電源都拔掉，檢測系統(tǒng)還能否正?；謴?，數(shù)據(jù)完整性能否得到保障，數(shù)據(jù)是否會丟失這對于系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性是非常嚴峻的考驗。 另外，要求保證測試結果穩(wěn)定、連續(xù)運行兩個小時以上，性能指標不能出現(xiàn)超出5%以上的波動。要知道

11、在實際應用環(huán)境中，很少有系統(tǒng)會在峰值狀態(tài)下連續(xù)運轉兩個小時。同時，高并發(fā)訪問量和數(shù)據(jù)響應時間等因素也有嚴格的限制，在10種業(yè)務處理中，系統(tǒng)延遲最大不能超過3秒。因此，能夠參加TPC-E測試，從側面也能夠證明服務器廠商在高端商用市場上的綜合技術實力。表2：TPC-E測試模型哪些因素會影響TPC-E測試結果 跟SPEC HYPERLINK /list/b/0217_1.shtml o CPU CPU這類測試不同，TPC-E測試不僅僅是 HYPERLINK / o 服務器 服務器某一方面的性能，而是 HYPERLINK /files/ o 評測 評測整體方案的應用性能，這個方案是包括 HYPERLI

12、NK /files/0402search.shtml o 服務器 服務器、 HYPERLINK / o 存儲 存儲、OS、數(shù)據(jù)庫等軟硬件在內(nèi)的一整套系統(tǒng)。浪潮喬鑫表示，“為了保證系統(tǒng)性能，在服務器、存儲、 HYPERLINK /list/b/0501_1.shtml o 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫 HYPERLINK / o 軟件 軟件等各個子系統(tǒng)上就不能出現(xiàn)短板。服務器廠商要做的是系統(tǒng)優(yōu)化，即怎么讓軟件和硬件可以更好的配合，怎么讓服務器和后端的存儲進行更好的整合。” 也就是說，不同廠商選擇不同的CPU、存儲、OS、數(shù)據(jù)庫，都有可能會對TPC-E的最終測試結果產(chǎn)生影響。這里，我們比較了參加TP

13、C-E測試的幾套四路服務器系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)六核系統(tǒng)比四核性能表現(xiàn)好，8GB光纖SAN存儲比4GB光纖要好，操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫軟件的升級也會對TPC-E性能產(chǎn)生影響。 比如，四路服務器中，得分最高的三款采用的都是英特爾將在9月下旬正式發(fā)布的六核Dunnington至強 X7460。大體來看，四路六核系統(tǒng)的TPC-E性能比四路四核要高出50%左右，比四路雙核更是高出3倍多。如Dell PowerEdge R900 四核版本的成績是451.29，六核版本是671.35，相比之下提高了48%。記者就此向英特爾高豐進行求證，他表示，對于尚未發(fā)布的產(chǎn)品還不便于評論，但多核架構對于大規(guī)模并行處理確實有很大幫助。 再

14、來看看存儲方面。IBM System x3850 M2在去年和今年參加了兩次測試，服務器配置都是四路四核Xeon X7350 2.93GHz處理器和128GB HYPERLINK /list/b/0205_1.shtml o 內(nèi)存 內(nèi)存，但結果卻不一樣，從第一次的419.80 tpsE提升到了479.51tpsE，增長了14%。究其原因就在于，這兩次參測方案使用了不同的存儲、數(shù)據(jù)庫軟件和服務器操作系統(tǒng)。第一次用的是4GB光纖SAN存儲、 SQL Server 2005 和Windows Server 2003，而第二次使用的是8GB光纖SAN存儲、 SQL Server 2008和Windows Server 2008。 又比如，浪潮NF520D2 和Dell PowerEdge R900 都是最新的四路六核系統(tǒng)，都使用了SQL Server 2008和Windows Server 2008，但前者使用了128GB內(nèi)存，后者使用了64GB內(nèi)存，在后端存儲的選擇上也有差異，使得浪潮NF520D2的性能高出了5%左右。 可見，TPC-E看的不僅僅是CPU的性能，服務器系統(tǒng)設計、操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫軟件、存儲架構等都非常關鍵。小結 盡管TPC-E的權威性和適用性已毋庸置