在云计算领域，发展创新的脚步永不停歇。十多年前，伴随着虚拟化及高速网络的发展和成熟，云计算应运而生。在将工作负载迁移到云端的过程中，为了更好地适应云环境，软件架构得以重建，就如同搬进新家时，家具需要因地制宜重新摆放。

然而，用于云计算的硬件似乎并没有跟上创新的步伐。虽然一些传统处理器近期在性能和能效方面取得了进展，但这并没有带来本质上的改变。就好比房屋本身已经不能满足居住需求了，再怎么去改建房间布局、优化防水等也无法从根本上解决问题。

In 2020, we launched the 80-core Ampere Altra, the first Cloud Native Processor, designed specifically for this new era of cloud computing. Rather than trying to extend and retrofit existing processor architectures, Ampere built this CPU from the ground up to satisfy the high performance and power efficiency needs of scale-out cloud native workloads. This is a new approach to design, specifically architected for diverse multi-tenant environments. 2020 年，面向云计算的新时代，我们设计并推出了第一款云原生处理器——80 核 Ampere^® Altra^®。这一次Ampere Computing 所做的不是试图扩展和改造现有的处理器架构，而是从头开始打造一款 CPU，以满足横向扩展的云原生工作负载对性能和能效的需求。这是一种全新的设计方法，充分适应云原生多租户的环境。

In 2021, we further extended our Cloud Native Processor family with the 128-core Ampere Altra Max. It was reviewed extensively by the technical press and led across various performance and performance/watt metrics. Previously, I discussed the performance and power efficiency of Ampere Altra and Altra Max on key cloud workloads. 2021 年，我们发布了 128 核 Ampere^® Altra^® Max，进一步扩展了云原生处理器产品系列。该产品在各类性能和指标方面都领先，一经推出便得到了行业媒体的广泛讨论。

基于多种主流云原生工作负载，我们将 Ampere Altra Max 与 x86 架构中最优秀的英特尔、AMD 处理器进行了对比测试。本次用于对比的云工作负载是当前多个领域（如前端网络、内存缓存等）的理想解决方案。本篇文章将在下文中详细介绍对比测试的结果。

NGINX – 网络服务器

NGINX 是一种高性能、轻量级的 Web 服务器。由于采用复杂的事件驱动（Event Driven）架构，在现代硬件上可扩展至数十万个并发连接。网络、存储和计算的平衡程度决定 NGINX 的性能。我们的测试显示，基于 Ampere Altra Max 的NGINX 网络服务器展现了较高的性能优势，比英特尔 Icelake 高 3.2 倍，比 AMD Milan 高 1.8 倍，能效也提升了 2.1 倍到 3.8 倍不等！

Redis – 内存缓存

Redis 是当前流行的一种内存缓存，用于需要高吞吐量的应用程序中，以满足服务水平协议（SLAs）的规定。我们的基准测试团队测量了多个 Redis 实例的总吞吐量，确保 p.99 延迟低于 1 毫秒。由于 Redis 的设计大多是单线程的，所以运行了多个 Redis 实例。测试结果显示，Ampere Altra Max 带来的吞吐量提升是 AMD Milan 的 1.3 倍，英特尔 Icelake 的2倍，每瓦性能的提升是英特尔 Icelake 的 2.8 倍！

Memcached – 内存缓存

Memcached 是一种用于云计算的内存键值存储，它比 Redis 更早，目前已经部署了近二十年。测试结果显示，Ampere Altra Max 的吞吐量性能分别比英特尔 Icelake 和 AMD Milan 高出 74% 和 23%；每瓦性能则分别高出 2.6 倍和 1.9 倍。

Cassandra – 分布式数据库

Apache Cassandra 是一种主流的分布式 NoSQL 数据库，具备高可用性和容错性。我们以 cassandra-stress 作为负载生成器，基于横向扩展的配置运行多个 Cassandra 实例。在 Cassandra 典型的以写入为主的工作负载上，Ampere Altra Max 的吞吐量较英特尔 Icelake 和AMD Milan 分别提高了 16% 和 33%，p.99 的延迟低于 10 毫秒。而在每瓦性能方面，Ampere Altra Max 是英特尔和 AMD 的近两倍，能效领先十分显著！

MySQL – 关系数据库

MySQL 仍然是云计算中最受欢迎的开源关系型数据库，是 LAMP（Linux、Apache、MySQL、PHP/Perl/Python）网络应用软件堆栈的组件，已有 20多年历史。虽然 MySQL 在技术上不是一个云原生的堆栈，但多年来，它已经适应了云的模式。目前，大多数公有云服务商都提供基于 MySQL 的网络服务。我们借助流行的 sysbench 基准测试工具，发现在吞吐量方面，Ampere Altra Max 与英特尔 Icelake 相比有 36% 的领先，比 AMD Milan 有 29% 的领先。而在能效方面，Ampere Altra Max 比英特尔和 AMD 都要高出近两倍。

用h.264进行媒体编码

h.264 视频压缩标准用于编码、分发视频和音频。该标准于 2004 年首次发布，是现代云中最热门的工作负载之一。这项成熟技术已在传统的 x86 处理器上得到了广泛的优化。尽管如此，高核心数和每个核心的 2x128 位 SIMD 向量单元最终使Ampere Altra Max 在测试中表现优秀，编码性能比 x86 的AMD Milan 及英特尔Icelake 分别领先 1.2 倍和 2.2 倍；每瓦性能则分别领先 1.4 到 2.4 倍。

塑造云计算未来

Ampere Computing 正致力于用创新产品塑造云计算的未来。为此，我们在近两年推出了两款处理器，以全新设计满足现代云的需求，为数据中心带来了一系列全新的功能。

如我们的数据测试结果所示，Ampere Altra Max 是云计算的理想选择。在原始性能方面，Ampere Altra Max不仅胜于当前市场上最优的 x86 处理器，在能效方面也展现出压倒性的优势! 一直以来，原始性能和能效被视为是此消彼长的，但 Ampere Computing 达成了性能和能效的双领先。为了实现性能与能效的兼得，云计算需要一款新型的创新硬件：Ampere Computing云原生处理器。