AMD製CPUを搭載した「T3a」インスタンスの性能をLinuxカーネルのビルド時間で比較してみた

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#Amazon EC2

suzuki.ryo

2019.04.30

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はじめに

AWSチームのすずきです。

2019/4/24、AMDのEPYC サーバープロセッサーを搭載した「T3a」ファミリーのインスタンスが、バージニア、オレゴン、アイルランド、オハイオ、シンガポールリージョンで利用可能になりました。

Now Available – AMD EPYC-Powered Amazon EC2 T3a Instances

今回、LinuxカーネルのSRPMパッケージのリビルドの所要時間を測定、「T3a」と既存インスタンスとの性能を比較する機会がありましたので、紹介させていただきます。

T3aスペック一覧

Instance Name	vCPUs	RAM	EBS-Optimized Bandwidth	Network Bandwidth	料金(US$)
t3a.nano	2	0.5 GiB	Up to 1.5 Gbps	Up to 5 Gbps	0.0052
t3a.micro	2	1 GiB	Up to 1.5 Gbps	Up to 5 Gbps	0.0104
t3a.small	2	2 GiB	Up to 1.5 Gbps	Up to 5 Gbps	0.0208
t3a.medium	2	4 GiB	Up to 1.5 Gbps	Up to 5 Gbps	0.0416
t3a.large	2	8 GiB	Up to 2.1 Gbps	Up to 5 Gbps	0.0832
t3a.xlarge	4	16 GiB	Up to 2.1 Gbps	Up to 5 Gbps	0.1664
t3a.2xlarge	8	32 GiB	Up to 2.1 Gbps	Up to 5 Gbps	0.3328

※料金は米国リージョン、Unix/Linux 1時間単価

CPU情報

AmazonLinux2の「lscpu」コマンドを利用してCPU情報を確認しました。
CPUモデルは「AMD EPYC 7571」、先行してリリースされていた「M5a」「R5a」と共通でした。

$ lscpu
Architecture:        x86_64
CPU op-mode(s):      32-bit, 64-bit
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              2
On-line CPU(s) list: 0,1
Thread(s) per core:  2
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
NUMA node(s):        1
Vendor ID:           AuthenticAMD
CPU family:          23
Model:               1
Model name:          AMD EPYC 7571
Stepping:            2
CPU MHz:             2199.650
BogoMIPS:            4399.30
Hypervisor vendor:   KVM
Virtualization type: full
L1d cache:           32K
L1i cache:           64K
L2 cache:            512K
L3 cache:            8192K
NUMA node0 CPU(s):   0,1
Flags:               fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx mmxext fxsr_opt pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc rep_good nopl nonstop_tsc cpuid extd_apicid tsc_known_freq pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 sse4_1 sse4_2 movbe popcnt aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm cmp_legacy cr8_legacy abm sse4a misalignsse 3dnowprefetch topoext vmmcall fsgsbase bmi1 avx2 smep bmi2 rdseed adx smap clflushopt sha_ni xsaveopt xsavec xgetbv1 clzero xsaveerptr arat npt nrip_save

AMD EPYCプロセッサを搭載した低コストEC2のM5aとR5aが発表されました！

T3a、T3 比較

比較方法

Amazon Linux2 ユーザデータを利用して、EC2インスタンスの起動時に Kernel SRPM パッケージのリビルドを実施。 t3a.large、t3.large のそれぞれの所要時間を測定しました。

環境

AMI: Amazon Linux2 (amzn2-ami-hvm-2.0.20190313-x86_64-gp2 (ami-061392db613a6357b)
インスタンス: t3a.large、t3.large
リージョン: us-west-2c
SRPMパッケージ: kernel-4.14.109-99.92.amzn2.src.rpm

UserData

#cloud-config
repo_update: true
repo_upgrade: all
packages:
  - rpmdevtools
  - m4
  - gcc
  - xmlto
  - asciidoc
  - openssl-devel
  - elfutils-devel
  - zlib-devel 
  - binutils-devel 
  - newt-devel 
  - bison 
  - audit-libs-devel 
  - numactl-devel 
  - pciutils-devel 
  - pesign 
  - hmaccalc
  - 'perl(ExtUtils::Embed)' 
runcmd:
  # rpmbuild
  - groupadd mock
  - useradd -G mock mockbuild
  - su -c "mkdir -p /tmp/$$; cd /tmp/$$; yumdownloader --source kernel.x86_64; ls -la; time rpmbuild --rebuild \`ls\` " mockbuild 
  # s3copy
  - cat /var/log/cloud-init-output.log | gzip > /var/log/cloud-init-output.log.gz
  - aws s3 cp /var/log/cloud-init-output.log.gz s3://${S3Bucket}/`curl http://169.254.169.254/latest/meta-data/instance-type`/
  - aws s3 sync /home/mockbuild/rpmbuild s3://${S3Bucket}/`curl http://169.254.169.254/latest/meta-data/instance-type`/
  # shutdown
  - shutdown -h now

結果

実行時間(real)、「t3a」と「t3」はほぼ一致、10%単価の安い「T3a」が費用対効果に優れる結果となりました。
ユーザCPU(user)の実行効率、「T3a」は「T3」に5%程度劣る模様ですが、システム時間(sys)は「T3a」が「T3」より優れ、相殺されている事が伺えました。

インスタンス	real (実時間)	user (ユーザ時間)	sys (システム時間)	単価(オンデマンド1時間)	実行時間課金額
t3a.large	40m38.760s	66m34.276s	5m50.582s	$0.075	$0.051
t3.large	40m39.620s	63m55.735s	7m21.634s	$0.084	$0.057

他インスタンスとの比較

「M5」「M5a」「C5」「M4」「M3」の「Large」インスタンスでも、同様の手順でKernel SRPM パッケージのリビルド時間を測定しました。
「T3」「T3a」のバースト課金は、Base性能を超過したCPU時間を (user + sys) - (real * 2コア * 0.3 (largeのBase性能)) との計算で求め、vCPU1時間単価0.05$を掛けて求めました。
「T3」「T3a」はT3無制限(unlimited)を無効とし、「large」のベース性能(30%)に抑えた状態での測定も実施しました。

結果

インスタンス	real	user	sys	単価(オンデマンド1時間)	課金額(実行時間+バースト)
c5.large	36m9.620s	56m30.844s	6m55.215s	$0.085	$0.051
m5.large	38m41.216s	61m32.127s	7m4.547s	$0.096	$0.062
m5a.large	43m26.286s	70m35.178s	6m12.498s	$0.086	$0.062
c4.large	47m42.874s	71m21.230s	7m44.200s	$0.100	$0.080
m4.large	51m29.677s	78m2.551s	8m5.953s	$0.100	$0.086
t3a.large	40m38.760s	66m34.276s	5m50.582s	$0.075	$0.088 ($0.051 + $0.037)
t3.large	40m39.620s	63m55.735s	7m21.634s	$0.084	$0.094 ($0.057 + $0.037)
m3.large	59m1.889s	93m3.751s	10m33.206s	$0.133	$0.131
t3a.large (base性能)	123m59.920s	66m44.836s	5m58.416s	$0.075	$0.155
t3.large (base性能)	125m19.227s	65m47.800s	7m29.696s	$0.084	$0.174