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Workload Briefs for Ampere Computing

Azure 上的 x265 工作负载简介

基于 Ampere Altra 处理器的Dpsv5 虚拟机

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Overview
结果和主要发现
基准测试配置
基准测试结论
脚注
Overview

Ampere® Altra®处理器从设计伊始就旨在为云原生应用程序(如视频编码)提供卓越的性能。以其创新架构,提供高性能、线性可扩展性和惊人的能源效率,Ampere Altra允许工作负载在不断增加的负载下,性能变化很小,以可预测的方式运行。为视频编码这样的实际云工作负载中提供行业领先的性能/瓦特能力和更低的碳足迹。

微软提供了一个全面的Azure虚拟机系列产品,以Ampere Altra云原生处理器为特色,可以运行各种各样的向外扩展的工作负载,如web服务器、开源数据库、内存应用程序、大数据分析、游戏、媒体等。由Ampere Altra处理器提供算力的Dpsv5 虚拟机是一种通用虚拟机产品,每个vCPU提供 2GB内存。vCPU、内存和本地存储的优化组合,可以经济有效地运行工作负载,不需要每个vCPU占用大量RAM。Epsv5虚拟机为内存优化型虚拟机,每个vCPU提供4gb的内存,适用于开源数据库、内存缓存应用、游戏和数据分析引擎等内存密集型工作负载。

本工作负载简介主要关注x265,它实现了H.265/MPEG-H Part2标准,这是目前仅次于H.264的第二大最广泛使用的视频编解码器。与x264相比,更高级的视频编解码器(如x265)以牺牲更大的计算资源和功耗为代价提供了更强的视频压缩效果。

结果和主要发现

由Ampere Altra处理器驱动的Microsoft Azure Dpsv5 虚拟机为云原生工作负载(如视频编码)提供了显著的价值。我们使用三种不同的输入视频评估x265编解码器的性能,这些视频来自UGC数据集,分辨率分别为480p、720p和1080p,采用x265中等、较慢和placebo档的预设。这些文件是被上传到YouTube上,并在创作共用许可下分发的。

Fig.1.Video Encoding Performance on Microsoft Azure Dpsv5 VMs Powered by Ampere Altra processors

如图1所示,Dpsv5虚拟机的原始性能比传统x86虚拟机高出5%。我们计算了在总共9种不同配置下,使用三个输入视频和三个x265预设运行x265的平均性能。

Fig.2.Video Encoding Price Performance on Microsoft Azure Dpsv5 VMs Powered by Ampere Altra processor

对比图2中的性价比,Dpsv5虚拟机的性能优于x86虚拟机。基于Ampere Altra的D16ps v5 虚拟机的性价比比Intel® Xeon® Ice Lake-based D16s v5 虚拟机高出29%,比AMD EPYC™ Milan-based D16as v5 虚拟机高出12%。

Video Encoding Scaling on Microsoft Azure Dpsv5 VMs Powered by Ampere Altra

Ampere Altra处理器从设计伊始就旨在解决多租户云环境中的挑战,如噪声邻居和可伸缩性。为了强调这一点,我们分析了基于Ampere Altra的D16ps v5 虚拟机上的总FPS,让x265作业的数量不断增加,而且同时运行placebo档预设的1080p输入视频。这是一个计算要求很高的x265配置,D16ps v5 虚拟机展示了从1个作业到16个作业的完美线性扩展。另一方面,由于超线程的竞争,D16s v5虚拟机在超过8 vcpu的FPS方面没有任何改善。

基准测试配置
Standard D16s v5Standard D16as v5Standard D16ps v5
Number of vCPUs 161616
Hourly cost$0.768$0.688$0.616
Operating SystemUbuntu 20.04.4 LTSUbuntu 20.04.4 LTSUbuntu 20.04.4 LTS
Kernel version5.13.0-1021-azure5.13.0-1017-azure5.13.0-1017-azure
Memory128128128
DiskPremium SSD 30GBPremium SSD 30GBPremium SSD 30GB
gcc version9.49.49.4
x265 versionHEVC encoder: 3.5+38-20255e6f0HEVC encoder: 3.5+38-20255e6f0HEVC encoder: 3.5+38-20255e6f0

我们使用了以下来自UGC数据集的输入文件,这些文件是被上传到YouTube上,并在创作共用许可下分发的:

  1. 480p Input Video

  2. 720p Input Video

  3. 1080p Input Video

对于VM中可用的每个vCPU,我们运行以下命令来评估x265性能,其中我们循环使用PRESET和INPUT/INPUT_RES

x265 --preset veryslow --frame-threads 1 --no-wpp $INPUT --input-res $INPUT_RES --fps 30 -o $OUTPUT
基准测试结论

视频编码是云中一个关键和流行的工作负载,并且经常使用x265等计算密集型的高级编解码器。H.265/MPEG-H Part2压缩标准是目前应用最广泛的视频格式,仅次于H.264, x265是领先的H.265实现。在我们的测试中,与运行x265的传统x86 虚拟机相比,由Ampere Altra 云原生处理器支持的Microsoft Azure Dpsv5 虚拟机通过减少噪声邻居问题提供了完美的伸缩性,并提供了更好的性能和性价比——性能提高了5%,性价比提高了31%。

有关使用基于amere Altra 处理器的Azure虚拟机的更多信息,请访问Azure博客

脚注

此处包含的所有数据和信息仅供参考,Ampere 保留更改它的权利,恕不另行通知。本文档可能包含技术错误、遗漏和印刷错误,Ampere 没有义务更新或更正此信息。 Ampere 不作任何形式的陈述或保证,包括但不限于对不侵权、适销性或适用于特定目的的明示或暗示保证,并且不承担任何形式的责任。所有信息均“按原样”提供。本文件不是 Ampere 的要约或具有约束力的承诺。使用此处设想的产品需要随后的谈判和最终协议的执行,或者受 Ampere 的商品销售条款和条件的约束。

与 Ampere 测试中使用的不同的系统配置、组件、软件版本和测试环境可能会导致与 Ampere 获得的测量结果不同。

性价比是在2022年9月使用微软的虚拟机定价计算的。有关详细信息,请参阅单个测试。

©2022 Ampere Computing 版权所有。Ampere、Ampere Computing、Altra和“A”标志均为Ampere Computing的注册商标或商标。Arm是Arm有限公司(或其子公司)的注册商标。本出版物中使用的所有其他产品名称仅用于识别目的,可能是其各自公司的商标。

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