英特尔® 技术在云中的主要优势

  • 将英特尔® 技术用于云工作负载将为您带来巨大优势, 因为英特尔® 技术具备:一致、可预测的性能表现; 广泛、优化的软件生态系统;出色的性价比;跨多个云服务提供商 (CSP) 的广泛可用性。

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简介

数字化转型的浪潮持续席卷着各路市场和企业。基于云的 IT 战略有望带来敏捷性、安全性和效率方面的提升,但也会导致越来越高的复杂性,因为企业云架构往往需要跨多个供应商和云,并要与不断增加的边缘设备相集成。在日益分散的多云基础设施中,放置和迁移工作负载变得越来越困难和复杂;与此同时,工作负载本身也变得越来越复杂,无论是新的云原生应用、人工智能 (AI) 还是既有的服务,都是如此。

随着云技术的日益普及,想从云计算中获益的企业也开始思考一些重要问题。如何无缝迁移我们的工作负载?是否必须重新测试所有内容或重构大量代码?如何确保基础设施能够满足用户或应用的要求?长期的灵活性、成本和可扩展性问题又如何解决?这些问题的答案与底层云基础设施服务(包括硬件和软件)及所涉及的工作负载息息相关。 

每个应用和工作负载都对基础设施有着不同的要求,且会随时间的推移而不断变化。例如,科学建模、数据分析、安全和数据压缩等工作负载可用英特尔® 高级矢量扩展 512(英特尔® AVX-512)指令集来实现加速。而人工智能工作负载的性能则可以利用英特尔® 深度学习加速技术(英特尔® DL Boost)实现显著提升。根植于芯片且基于英特尔® 硬件的安全功能创造了一个可信基础,有助保护空闲中、传输中和使用中的各个阶段的数据。基于英特尔® 技术的解决方案与各大主流独立软件供应商 (ISV) 和客户携手合作,优化在云中运行的应用,帮助降低风险和复杂性,优化性能并提高整个数据中心和云服务的运营效率。

基于英特尔® 技术的解决方案正在解决本地、通信网络、边缘和公有云等各种环境中真正的痛点和业务挑战,其广泛性使得企业能够发掘新的商机,加速和促进业务现代化,或轻松地将业务迁移到公有云。例如,您可能想要将工作负载从本地迁移到公有云,或者从一个公有云服务提供商 (CSP) 实例迁移到新实例,或是扩展到更多区域。无论是哪种场景,经过优化、测试和验证的英特尔® 架构均可助您应对迁移难题并提供可预测的、一致的应用性能。 

通过与全球领先的技术和服务提供商在创新和优化方面长达数十年的合作,英特尔不仅对企业用例和需求有着深刻的理解,而且也已经在全球部署值得信赖且经过调优的架构。几乎各大主流云服务提供商都已经在其服务分布的区域提供采用英特尔® 至强® 可扩展处理器和其他英特尔® 技术的工作负载调优型实例。正因为此,如今,几乎世界各地的云都在基于英特尔运行。我们不仅能满足您当下的需求,也能为您未来要开展的业务提供解决方案。

                
企业工作负载的云计算优化专家

正如工作负载千差万别,业务类型也是多种多样。随着创新的不断加速,业务关键型企业工作负载,如 VMware、SAP、Microsoft SQL Server、Salesforce、Oracle 和数据分析等,正在向云端迁移。据 Gartner 预测,从 2020 年到 2021 年,全球最终用户在公有云上的支出将增长 18%1(相比之下,同期全球数据中心 IT 支出预计仅增长 6%2)。借助与主流独立软件供应商 (ISV)、原始设备制造商 (OEM) 和云服务提供商 (CSP) 的长期良好关系,英特尔与云生态系统每天都在合作,开发和优化英特尔® 技术,以实现出色的性价比。其中包括与云服务提供商合作开发构建的专用实例,例如 Microsoft Azure DCsv2 虚拟机,这一实例旨在更好地支持要求苛刻的任务和工作负载,如数据加密和解密、内存数据库和数据分析。

在一些对时延敏感的工作负载上(如数据库、边缘和电子商务应用),英特尔® 至强® 可扩展处理器性能出众,能够满足严苛的客户要求和服务级别协议。英特尔® 至强® 可扩展处理器是公有云服务中广泛部署的计算引擎,可为各大主流云服务提供商提供敏捷性和灵活性。在全球主流云服务提供商中,超过 83% 的云实例由英特尔® 技术提供支持3。此外,用户可从数百种不同的基于英特尔® 技术的工作负载调优型实例类型中进行选择,以适应不同的用例和数据量。其中许多实例也支持英特尔的其他创新,如英特尔® 现场可编程门阵列(英特尔® FPGA)、英特尔® SmartNIC、英特尔® QuickAssist 技术和英特尔® 傲腾™ 持久内存 (PMem)。


更多选择,更优移动性 — 助您加速公有云、私有云、混合云和多云部署

选对生态系统很关键。在选择云基础设施时,考虑硬件成本固然很重要,但这只是整体性能和性价比的一部分。如果特定平台技术仅由某一个云服务提供商提供,则当您需将工作负载迁移到该环境时,可能不得不进行大量的重构和重新验证才能使之正常工作。这会导致成本增加,还有不兼容的风险。64% 的受访企业 IT 决策者发现,在基础设施发生变更后,需要重构应用4
    
此外,当工作负载需要迁移到其他云服务提供商时,这样的专有环境会使迁移难度增加。另外,还要考虑到大多数企业应用(如 SAP、VMware、Microsoft SQL、Oracle、Salesforce、IBM Db2 等)都不具备对非 x86 架构的商业支持。许多主流的开源软件组件、工具、编排和容器镜像也是如此。 

相比之下,绝大多数企业应用和开源项目都是先以英特尔® 架构为基础开发的。英特尔在过去十年中一直是 Linux 内核的重要贡献者。而且,英特尔拥有 20 年的全球开源经验,并活跃于 KVM、Kubernetes、TensorFlow 等 650 多个开源项目。通过投资基于英特尔® 技术的云基础设施,无论是在本地、在某个云服务提供商内部,还是跨多个云服务提供商,都能实现无缝的企业工作负载迁移。简而言之,无论何时何地,您都可以轻松地以您希望的方式获得您所需的软件。

从软件优化中获得突破性的性能。英特尔投入大量时间和精力确保客户能从企业应用中获得更高的性能。通过优化应用、工具、库和框架,客户就能充分利用英特尔® 技术。例如,英特尔和 SAP 合作,使 SAP HANA 可以充分利用英特尔® 傲腾™ 持久内存。大多数热门的人工智能框架,如 OpenVINO™、TensorFlow、PyTorch 和 MXNet,都已经过英特尔优化,以利用英特尔® AVX-512 和英特尔® DL Boost。这些优化可以将人工智能推理速度提高多达 30 倍,从而更快获得洞察5。多年来,英特尔培养了在编译器调整和验证、编程语言和中间件方面拥有丰富经验的开发团队,使它们能在英特尔® 架构上出色运行。 

英特尔还为 700 多家主流云和企业 ISV 提供高接触支持服务,帮助他们优化云、视觉云、企业和高性能计算 (HPC) 等应用在新一代英特尔® 架构上的性能。


软件优化结果

在针对第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器进行优化的软件和未优化的软件之间,我们对其性能进行了比较。
• 英特尔® 深度学习加速和软件优化使人工智能推理性能提高了 30 倍;与图形处理单元 (GPU) 相比,英特尔® 至强® 可扩展处理器上单位成本的吞吐量提高了 6 倍6
• 自动语音识别吞吐量提高了 5 倍7
• 渲染吞吐量提高了 3 倍8


从数据中心到云再到边缘,经实践检验的一致性能

在从云到边缘再到本地拥有可扩展架构有益于基于云的工作负载,因为这样您就能根据业务需求快速调整基础设施规模,并且轻松而安心地将工作负载从一个环境迁移到另一个环境。英特尔提供专用架构,可在各种工作负载上实现一致的性能。从边缘到数据中心再到云,都有该架构的身影。某些平台架构仅在特定的云服务提供商或有限的数据中心中可用,而基于英特尔的实例则遍布各大主流云服务提供商。 

同时,英特尔致力于让每一代新的英特尔® 处理器实现一致、可预测的应用性能增益,从而在云服务方面达到令人满意的性价比。为云工作负载选择合适的一代基础设施有助于显著提高性能和性价比。例如,与上一代处理器相比,第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器的性能提升高达 1.46 倍9。 

此外,尽管某些平台架构有时能提供不错的性能,但其底层架构设计可能会给某些工作负载带来不可预测的时延,例如需要访问大量内存和存储的数据库。英特尔® 内核互连架构则能提供一致、可预测,且针对工作负载调优后的性能,即使将云实例或虚拟机扩展到超大规模也不例外。无论关键工作负载是在本地、边缘还是在多云中运行,英特尔® 至强® 可扩展处理器都能为其提供一致的性能和性价比。


基于英特尔® 技术的云实例的工作负载优势

与采用上一代英特尔® 处理器的旧云实例相比,采用第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器的新型云实例实现了性能增益,以下是一些示例:
• AWS 结果10: 
- MySQL + 英特尔:性能提升高达 1.69 倍,性价比提升高达 1.42 倍 
- Apache Spark + 英特尔:性能提升高达 1.72 倍,性价比提升高达 1.44 倍 
• Azure 结果11: 
- Microsoft SQL + 英特尔:性能提升高达 1.54 倍,性价比提升高达 1.34 倍 
- Wordpress + 英特尔:性能提升高达 1.51 倍,性价比提升高达 1.28 倍 
• Google Cloud 结果12: 
- PostgreSQL + 英特尔:性能提升高达 1.21 倍,性价比提升高达 1.18 倍 
- Streaming Analytics + 英特尔:性能提升高达 1.51 倍,性价比提升高达 1.47 倍


内核数减半,总成本更低,性能分毫不减

评估云成本的工具通常仅参考实例成本,但这种方法可能会产生误导性。实际上,云基础设施的成本会受许多因素的影响。例如,许多企业 ISV 按内核数收费。选择具有较少内核,但提供与具有较多内核的节点相似性能的服务器节点,可以降低软件许可成本。英特尔® 服务器平台提供出色的虚拟机 (VM) 密度,让您能用更少的内核实现更高的性能。除了内核数之外,还需考虑总体成本的其他方面,包括迁移的简易性、兼容性和供应商绑定风险。

英特尔与 Densify 合作开发了一个名为英特尔® Cloud Optimizer 的工具,该工具有助于优化云、容器和 VMware 基础设施,可根据特定工作负载所需的性能和价格特点,推荐合适的公有云实例。如需了解有关英特尔® Cloud Optimizer 的更多信息,请访问 densify.com/intel 或发邮件至 inteloptimizer@intel.com

到 2025 年,75% 的公有云实例将由以机器为主导的方式进行选择13


安全领域的持续创新

数据是企业最宝贵的资产之一。数据的指数级增长正在推动范式转变。在转变过程中,针对数字安防、安全、隐私和不断扩大的攻击面,亟需一种新的数据保护方法。借助第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器,英特尔正在不遗余力地履行我们“安全第一”的承诺,通过新功能更好地为云和企业的大规模数据提供保护。例如,第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器具有全新的加密加速器及堆栈各个层面的软件创新,可为业界广泛部署的加密算法提供突破性的性能。以下列举了加密加速器的一些性能优势:
• TSL 加密的 Web 服务器连接数增加高达 4.2 倍14 
• IPSec AES-GCM 性能提升高达 3.3 倍15
• OpenSSL RSA Sign 2048 性能提升高达 5.6 倍16
• 可处理的金山云交付请求数提升高达 2.3 倍17

运行主流企业工作负载的结果
以下为企业工作负载在第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器与在上一代处理器上运行的性能比较。
• Oracle + 英特尔:与上一代平台相比,使用第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器和英特尔® 傲腾™ 固态盘 DC P5800X 系列后,事务处理量提升高达 1.5 倍18
• Aerospike NoSQL + 英特尔:使用第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器、英特尔® 傲腾™ 持久内存 200 系列和英特尔® 以太网 E810 网络适配器后,事务处理量提升高达 2.5 倍19
• Microsoft + 英特尔:使用第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器后,Microsoft SQL Server 上的 OLTP 数据库事务处理量提升高达 1.5 倍20


基础设施决策因素

研究表明,基础设施的选择不仅仅取决于各种架构的性价比。采用新的处理器架构伴随着重大风险21: 
• 64% 的企业和机构发现底层基础设施发生变更后需要更改或重构应用。
• 49% 的企业和机构在变更应用基础设施后遇到了硬件不兼容的问题。
98% 的企业和机构在变更底层基础设施后对应用行为进行了重新验证3。而重新验证不仅成本高昂,而且很耗时。同一项调查显示,企业和机构对于节省资本支出 (CAPEX) 和运营支出 (OPEX) 的优先级最低(见下图)。而他们对于性能、可扩展性和可靠性(也正是英特尔® 处理器表现出色的几个方面)的优先级则远比成本节省来得高22

问题:
在实施基础设施变更时,您所在的企业和机构如何衡量成功?(显示数据为受访者百分比,N-301,可选五项)

图 1:企业和机构衡量 IT 基础设施现代化成功与否的前五个指标包括性能、可靠性、可扩展性、生产力和敏捷性方面的改进,而受访者选择最少的是成本节省。


为基于云的企业工作负载提供值得信赖的硬件

最近的研究表明,超过 75% 的高管认为使用云时的信赖是一项重要或优先事项23。英特尔® 技术在各大主流云服务提供商中广受信赖。Oracle、SAP 和 VMware 等主流 ISV 仅在或主要在英特尔® 架构上认证了其云环境24,就证明了这一点。例如,在数百个经过认证的面向云的 SAP 实例中,大部分仅在英特尔® 架构上可用。此外,大多数规模相对较小的 ISV 也会优先针对英特尔® 技术优化其应用。 

而且,全球主流云服务提供商的混合云产品率先在英特尔® 架构上推出,并且主要在英特尔® 架构上运行。例如:
• Amazon Web Services (AWS) Outposts 支持多种由英特尔提供支持的基于 Nitro 的 EC2 实例类型。
• 英特尔和微软针对 Azure Stack 开展合作,将英特尔® 至强® 处理器与 Hyper-V 集成在一起,提供出色的性能和可靠性。 
• 英特尔和 Google Cloud 共同设计了面向 Google Cloud Anthos 的英特尔® 精选解决方案,该方案提供了一个英特尔的参考架构,已经在英特尔实验室用 Anthos 进行了严格的基准测试。
• VMware Cloud 目前可由 AWS、Azure 和 Google Cloud 提供,并且仅在英特尔® 架构上进行了认证。

以上背书和认可意味着基于英特尔® 技术的企业产品能够提供值得信赖的供应商支持和稳定性。

英特尔创建基于硬件的虚拟化技术已有近二十年。如今,大多数企业云和公有云都建立在此基础之上。早在十五多年前公有云问世以来,英特尔就一直在与各方共同设计和开发云技术,其中与全球主流云服务提供商的设计合作今天还在持续进行。目前,已有数百万英特尔® CPU 在各大主流云服务提供商的云中运行。因此,当您将工作负载从本地迁移到云、从一个云实例迁移到另一个、或在不同云之间迁移时,您可以对实现无缝迁移更有信心。相比之下,从英特尔® 技术转向其他平台技术则可能需要进行大量应用重新验证或重构的工作,反之亦然。而且性能也可能会有很大不同。


轻松管理云环境

没有 IT 部门愿意仅仅为了云工作负载去学习一套全新的管理工具,他们同样也不愿意使用两套工具(一套用于云,一套用于本地)。AWS Outposts、Azure Stack、Google Cloud 的 Anthos 和 VMware Cloud 等主流的混合云堆栈针对英特尔® 架构进行了优化。这些堆栈提供直观的管理功能,可以降低采用云技术的障碍。 

此外,英特尔® 处理器还集成遥测功能,可用于实现闭环自动化,以编排容器、优化功耗和简化根本原因分析。例如,节点层面的遥测可以识别没有足够缓存或内存的工作负载,而集群层面的遥测可以帮助优化放置决策、实现扩展和生命周期管理。使用英特尔® 架构的遥测功能,您可获得以下优势:
• 运营效率
• 基础设施效率
• 高利用率
• 出色性能
• 高可靠性

38% 的网络中断需要一天以上的时间才能发现原因并加以解决,而 49% 的全球 IT 主管认为提高网络弹性是他们的第一要务21

有关英特尔® 架构和遥测的更多信息,请阅读白皮书 “Building Intelligence into Your Cloud And Data Center”(将智能融入云和数据中心)


使用英特尔® 技术来管理云工作负载

英特尔已将与 Collectd 中类似的指标纳入 Google 的 Container Advisor 项目 cAdvisor。cAdvisor 可在容器级别提供对硬件利用率的洞察(cAdvisor 中的遥测也可用于虚拟机)。有关更多信息,请阅读博客

准备好借助英特尔® 技术开启或延伸您的云中之旅了吗? 
• 阅读白皮书 “Top Clouds Are Powered by Intel”(英特尔为主流云平台提供支持)
• 访问 https://www.intel.com/content/www/cn/zh/cloud-computing/overview.html
• 更多详情,请联系您的英特尔代表。

实际性能受使用情况、配置和其他因素的差异影响。更多信息请见 www.Intel.cn/PerformanceIndex

性能测试结果基于配置信息中显示的日期进行的测试,且可能并未反映所有公开可用的安全更新。详情请参阅配置信息披露。没有任何产品或组件是绝对安全的。

具体成本和结果可能不同。

英特尔技术可能需要启用硬件、软件或激活服务。

© 英特尔公司版权所有。英特尔、英特尔标识以及其他英特尔商标是英特尔公司或其子公司的商标。其他的名称和品牌可能是其他所有者的资产。

产品和性能信息

3“Cloud Components Tracker”(云组件情况追踪),Liftr Insights 版权所有,2021 年 1 月
4“The Impact of Evolving On-premises Environments”(本地环境演进所产生的影响),Enterprise Strategy Group,2020 年 6 月
10基于 Principled Technologies 于 2020 年 11 月 12 日进行的测试。有关配置和测试的详细信息,请访问 http://facts.pt/H9kHsIVhttp://facts.pt/cTvUFqi 以获取说明(由英特尔委托)。截至 2020 年 11 月 12 日美国东部 1f 区域的 AWS EC2 按需价格:8、16、64 个 vCPU 的价格:M5n 分别为 0.476 美元/小时、0.952 美元/小时、3.808 美元/小时,M4 分别为 0.40 美元/小时、0.80 美元/小时、3.20 美元/小时
11基于 Principled Technologies 于 2020 年 9 月进行的测试。有关配置和测试的详细信息,请访问 http://facts.pt/ccqc4xe(由英特尔委托)。截至 2020 年 11 月 3 日美国东部地区的 Azure 按需价格:4、16、64 个 vCPU 的价格:Eds_v4 分别为 0.288 美元/小时、1.152 美元/小时、4.608 美元/小时,Es_v3 分别为 0.252 美元/小时、1.008 美元/小时、3.629 美元/小时
12基于 Principled Technologies 于 2020 年 11 月 12 日进行的测试。有关配置和测试的详细信息,请访问 http://facts.pt/0Q5h9xl & http://facts.pt/5MVUbda 以获取说明(由英特尔委托)。截至 2020 年 11 月 12 日美国东部 1 区域的 GCP 按需价格:8、16、64 个 vCPU 的价格:N2 分别为 0.389 美元/小时、0.777 美元/小时、3.108 美元/小时,N1 分别为 0.380 美元/小时、0.760 美元/小时、3.040 美元/小时
13资料来源:Gartner 和 Bain 咨询公司开展的英特尔内部研究。
14使用 NGINX 时,每秒 TSL 加密的 Web 服务器连接数增加高达 4.2 倍。请参见 www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {90}。结果可能不同。
15IPSec AES-GCM 性能提升高达 3.3 倍。请参见 http://www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {71}。结果可能不同。
16OpenSSL RSA Sign 2048 性能提升高达 5.6 倍。请参见 www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {70}。结果可能不同。
17使用加密加速后,可处理的金山云交付请求数提升高达 2.3 倍:金山云 KCEngine:铂金 8358P:1 个节点、2 个英特尔® 至强® 铂金 8358P 处理器,总共 512 GB(16 个插槽/32 GB/3200 MHz)DDR4 内存,英特尔® 以太网 800 系列 (100G E810 CQDA2),ucode 0x261,启用超线程,启用睿频,CentOS Linux 8 (Core),4.18.0-193.e18.x86 64,gcc (GCC) 8.3.1 20191121 (Red Hat 8.3.1-5) 编译器 <KCEngine>,客户数据,2 个实例/路。使用和不使用 QAT Engine v0.6.4 和 ipp-crypto 2020u2 的比较。英特尔于 2021 年 3 月 24 日进行的测试。
18Oracle OLTP 数据库每分钟事务处理量提升高达 1.5 倍。请参见 www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {83}。结果可能不同。
19与上一代相比,运行 Aerospike 时的事务处理量提升高达 2.5 倍。请参见 www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {80}。结果可能不同。
20与上一代相比,Microsoft SQL Server 上的 OLTP 数据库事务处理量提升高达 1.5 倍。请参见 www.intel.com/3gen-xeon-config 的 {82}。结果可能不同。
21ComputerWeekly,“Multiple network outages costing enterprise businesses millions of pounds a year”(多次网络中断每年给企业造成数百万英镑的损失),2020 年 5 月。computerweekly.com/news/252483308/Multiple-network-outages-costing-enterprise-businesses-millions-of-pounds-a-year
23“Trust in cloud technology and business performance”(对云技术的信赖以及业务表现),The Economist,2016 年。https://lp.google-mkto.com/rs/248-TPC-286/images/EIU_Trust_in_Cloud_Technology_FINAL.pdf