软件扩展能力是软件架构设计中的一个关键要素，具有良好扩展能力的软件能够充分利用新增的硬件资源。当软件性能与硬件增加保持同步比例增长时，我们称这种现象为软件具有线性扩展能力。要实现这种线性扩展并不简单，它要求软件架构精心设计，能够最大化硬件性能的利用，同时减少内部资源消耗。这需要对现有架构进行深入的优化和调整。

测试目的

验证在带宽、IO 及内存不是瓶颈，仅 CPU 是瓶颈的情况下，写入速度应与 CPU 核数成正比。

测试方法

测试系统：使用 TDengine 官网发布的 docker 镜像，TDengine 版本为 V3.3.0.0

测试工具：taosBenchmark

表结构：TDengine 官网智能电表结构

增加 CPU 核数方法：docker 绑定固定数量 CPU 技术

两阶段配置方法：

1 ~ 4 核 VGROUP 为 4 ，写入线程数为 4

5 ~ 12 核 VGROUP 为 12 ，写入线程数为 12

使用两阶段配置，让 CPU 始终保持在瓶颈状态

测试参数

数据库：1 个

超级表：1 个

子表数：100 个

每子表行数：100W

总数据量：1 亿

测试结果

磁盘为 SSD，写入最高可达 ：350M/秒，IO 非常富余

带宽：客户端服务器同一台机器，带宽可认为无限制

数据解读

• 在 4 核时 CPU 使用率降至 88%，若再增加 CPU 可能 CPU 不会再成为瓶颈，所以升级配置至 12 个 VGROUPS、12 写入线程，让 CPU 始终保持在瓶颈状态下

• 每增加一个 CPU，写入性能线性提升约 50W 左右，符合线程增长预期

• 磁盘 IO 基本与写入速度增长保持一致

测试结论： 与预期一致

测试目的

验证在CPU、带宽及内存不是瓶颈，仅 IO 是瓶颈情况下，写入速度应与增加的磁盘个数成正比。

测试方法

测试系统：Linux Ubuntu 20.4 操作系统

硬件配置：CPU 24 核， 64 GB 内存，挂三块普通 5400 转低速机械盘（选择性能普通的硬盘，有利于很快打满 IO，达到 IO 成为瓶颈的条件 ）

TDengine：版本 V3.3.0.0

测试工具：taosBenchmark

表结构： 

（每行长度 32618 字节，使用大宽行，更能把 IO 打满）

增加磁盘方法：使用同级挂载多块磁盘技术

测试参数

数据库：1 个 VGROUP 16

超级表：1 个

子表数：100 个

每子表行数：1W

总数据量：100W

taosBenchmark ：

写入线程数 = 16 个

写入方式 = stmt vgroup 绑定线程快速写入方法

测试结果

• CPU: 24 核 CPU ，大部分都为空闲，CPU 非常富余

• 带宽：客户端服务器同一台机器，带宽可认为无限制

• Commit 线程数是数据落盘的线程数，直接操作 IO 

• 磁盘挂载到 3 块后，需求加大 Commit 线程数，才能打满 IO

数据解读

从数据上可看出，每增加一块磁盘，写入性能也会成比例增长，新增磁盘 IO 被充分使用。

测试结论： 与预期一致

通过对 TDengine 服务器的 CPU 和磁盘资源进行扩展实验，我们验证了其对硬件资源的利用能力。实验结果表明，TDengine 展现出了显著的线性扩展能力，这证明了其具备优秀的架构设计和先进的设计理念。TDengine 能够有效地利用增加的硬件资源，这不仅提升了性能，也优化了资源的整体使用效率。这种能力是 TDengine 高效处理大规模数据需求的关键因素。

关于 TDengine

TDengine 是一款专为物联网、工业互联网等场景设计并优化的大数据平台，其核心模块是高性能、集群开源、云原生、极简的时序数据库。它能安全高效地将大量设备每天产生的高达 TB 甚至 PB 级的数据进行汇聚、存储、分析和分发，并提供 AI 智能体对数据进行预测与异常检测，提供实时的商业洞察。