隨著儲(chǔ)能控制系統(tǒng)智能化發(fā)展，對(duì)實(shí)時(shí)處理和高速緩存需求提升。本測(cè)試對(duì)EM-1000與EM-1000G的Redis性能進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估其在吞吐、響應(yīng)與穩(wěn)定性上的差異，為客戶提供精準(zhǔn)硬件選型依據(jù)。

?引言

隨著儲(chǔ)能控制系統(tǒng)開始向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和高速緩存的需求越來越高。Redis 作為一種高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，在工業(yè)控制中被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)緩存、狀態(tài)存儲(chǔ)以及設(shè)備間的快速通信。然而，只部署 Redis 并不足以帶來性能優(yōu)勢(shì) —— 真正決定 Redis 上限的，是底層運(yùn)行硬件。不同工控機(jī)在數(shù)據(jù)處理速度、延遲表現(xiàn)以及高負(fù)載穩(wěn)定性方面的差異，直接影響儲(chǔ)能系統(tǒng)整體性能。正是在這一背景下，應(yīng)客戶需求，針對(duì)我司旗下 2 款儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān) —— EM-1000和EM-1000G開展了 Redis 性能測(cè)試，旨在明確它們?cè)诓煌瑑?chǔ)能業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的性能特點(diǎn)，為客戶提供更精準(zhǔn)的硬件選型依據(jù)。本次測(cè)試采用 redis-benchmark 與無優(yōu)化的測(cè)試程序，在嚴(yán)格統(tǒng)一的參數(shù)、負(fù)載與測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行，重點(diǎn)呈現(xiàn)兩臺(tái)工控機(jī)在請(qǐng)求吞吐、實(shí)時(shí)響應(yīng)與穩(wěn)定性方面的性能特征。測(cè)試結(jié)果旨在幫助客戶更清晰地了解不同硬件平臺(tái)在各類 Redis 業(yè)務(wù)負(fù)載下的適配性，從而根據(jù)項(xiàng)目需求選擇最合適的部署方案，助力打造高效、穩(wěn)定、易擴(kuò)展的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

?測(cè)試環(huán)境與工具

1. 測(cè)試硬件1.1 EM-1000 儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)

• 固件版本：2.1.2
• 內(nèi)核：6.1.46-ZHIYUAN-EM-1000-v2.1.2-g3976df3d5a60
• 文件系統(tǒng)：Ubuntu 20.04

1.2 EM-1000G 儲(chǔ)能網(wǎng)關(guān)

• 固件版本：2.0.3
• 內(nèi)核：5.10.66-zhiyuan-g67a1cf850ac0
• 文件系統(tǒng)：Ubuntu 20.04

2. 測(cè)試軟件

Redis：版本為redis-stack-server-7.4.0-v6.focal，服務(wù)器與benchmark工具均使用該版本。

無優(yōu)化的測(cè)試程序：基于hiredis編寫的無內(nèi)存優(yōu)化的讀寫測(cè)試程序。

?測(cè)試數(shù)據(jù)

1. 無優(yōu)化的測(cè)試程序

原始數(shù)據(jù)參考圖 1與圖 2，匯總數(shù)據(jù)參考表 1。

圖1 EM-1000無優(yōu)化程序的原始測(cè)試數(shù)據(jù)

圖2 EM-1000G無優(yōu)化程序的原始測(cè)試數(shù)據(jù)表1 無優(yōu)化的測(cè)試程序的測(cè)試結(jié)果

2. redis-benchmark 命令原始數(shù)據(jù)參考圖 3與圖 4，匯總數(shù)據(jù)參考表2。

圖3 EM-1000的redis-benchmark原始測(cè)試數(shù)據(jù)

圖4 EM-1000G的redis-benchmark原始測(cè)試數(shù)據(jù)表2 redis-benchmark匯總數(shù)據(jù)

?測(cè)試結(jié)果

在使用未進(jìn)行優(yōu)化的自研程序測(cè)試時(shí)，CPU 主頻成為主要影響因素。EM-1000G 以 1.6GHz 的頻率相比 EM-1000 的 1.1GHz，在處理純計(jì)算負(fù)載時(shí)表現(xiàn)更佳，測(cè)試數(shù)據(jù)也顯示 CPU 性能提升約 40.6%。這說明，在程序沒有針對(duì)硬件進(jìn)行優(yōu)化的情況下，更高的 CPU 主頻能夠帶來顯著性能優(yōu)勢(shì)。在使用 redis-benchmark 進(jìn)行測(cè)試時(shí)，性能表現(xiàn)不僅與 CPU 主頻相關(guān)，還高度依賴 CPU 緩存結(jié)構(gòu)。EM-1000 擁有每個(gè) CPU 核心 512KB 的 L2 緩存以及 2MB 的共享 L3 緩存，而 EM-1000G 的 L2/L3 緩存分別為 128KB/1MB。測(cè)試數(shù)據(jù)表明，在 redis-benchmark 負(fù)載下，EM-1000 的平均響應(yīng)時(shí)間比 EM-1000G 快約 51.1%，凸顯了緩存容量對(duì) Redis 性能的重要性。通過本次測(cè)試可以看出，不同負(fù)載場(chǎng)景下硬件性能的側(cè)重點(diǎn)不同：在未優(yōu)化程序的場(chǎng)景下，更高的 CPU 主頻有優(yōu)勢(shì)；而在對(duì)緩存敏感的 Redis 負(fù)載下，較大的 CPU 緩存能夠顯著提升性能。理解這些特性有助于在儲(chǔ)能系統(tǒng)中根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求選擇最適配的工控機(jī)型號(hào)，而非簡(jiǎn)單比較性能高低。