剖析阿里云服务器算力成本
2024年2月29号疯狂星期四，阿里云搞了个大降价，软文漫天飞舞，作为云计算泥石流，不少朋友在后台留言让我点评一下。满屏的 20%，50% off 看上去好像降的很壮观，但外行看热闹，内行看门道：云服务的成本大头在于存储。
云厂商真正的杀猪刀 —— ESSD 可是一毛钱都没降。而 EC2 和 OSS 降价降的也不是列表价，而是包年的最低折扣 —— 主力机型包一、三、五年可降价 10% 左右，所以也基本上降了个寂寞，对于已经享受低于此商务折扣的客户更是毫无卵用。
我们之前有过分析：云上 ECS 算力单价可达本地自建的十倍，云上 ESSD 存储单价可以达到本地自建的百倍。云数据库 RDS 介于两者之间。算力降价 10%， 相对于这个溢价来说就跟挠痒痒一样。
不过，既然阿里云号称大降价了，我就把云上基础资源的价格拎出来，用 2024 年的价格，再做一次成本对比。
太长不看
算力的价格使用 人民币/核·月 作为统一单位 ，云服务器的溢价为自建的 5 ～ 12 倍。
作为自建的参照案例，DHH 与 探探自建大型计算/存储服务器的单价成本为 20 ¥/(核·月)，算上64x 配比的本地 NVMe 存储后为 22.4 ¥/(核·月)。我们考察阿里云国内一线可用区标准 c/g/r 实例族最近三代的算力均价，可以得出以下结论
在不考虑存储的情况下，云上按量，包月，包年，预付五年的单价分别为 187¥，125¥，81¥，37¥，相比自建的 20¥ 分别溢价了 8x, 5x, 3x, 1x。在配置常用比例的块存储后（1核:64GB, ESSD PL3），单价分别为：571¥，381¥，298¥，165¥，相比自建的 22.4¥ 溢价了 24x, 16x, 12x, 6x 。
| 关键数字 | 按需价格 | 包月价格 | 包年价格 | 预付三年 | 预付五年 |
|---|---|---|---|---|---|
| 配上64x存储价格 | 571 ¥ | 381 ¥ | 298 ¥ | 181 ¥ | 165 ¥ |
| 是自建价格的几倍 | 25x | 17x | 13x | 8x | 7x |
| 算力单位价格 | 187 ¥ | 125 ¥ | 81 ¥ | 53 ¥ | 37 ¥ |
| 是自建价格的几倍 | 9x | 6x | 4x | 3x | 2x |
随后，我们进一步定量分析阿里云服务器定价数据，发现了对单价影响最大的几项要素：附加存储，付费方式，可用区，实例族（芯片架构，实例代际，内存配比），并解释了上面的数字是如何计算得到的。
作为结论：即使是在所谓的“大降价”后，公有云提供的算力也远远称不上 “便宜” 。实际上云服务器的成本极其高昂，尤其是大型计算与大型 NVMe 存储。如果您的业务需要较大的块存储或一台物理服务器以上的算力，您确实应当仔细计算一下这里的成本，并考虑一下其他的备选项。
纯算力的价格
我们取样了最具有代表性的国内可用区，最近三代 c/g/r 实例族纯算力部分的的价格，绘制为图表。
如表所示，单位算力（1C4G）的标准价格是包月的价格，为 125 ¥。在此基础上：按量付费需要额外支付 50% 溢价，为 187 ¥；包年预付可以打 65折为 81 ¥，包三年可以打 44 折为 53 ¥，预付五年可以打三折为 37 ¥。
| 关键数字 | 按需价格 | 包月价格 | 包年价格 | 预付三年 | 预付五年 |
|---|---|---|---|---|---|
| 算力单位价格 | 187 ¥ | 125 ¥ | 81 ¥ | 53 ¥ | 37 ¥ |
| 是自建价格的几倍 | 9x | 6x | 4x | 3x | 2x |
| 自建成本可降低% | 89% | 84% | 75% | 62% | 46% |
| 自建成本可降至 % | 11% | 16% | 25% | 38% | 54% |
我们可以使用 DDH 2023 年下云自建的案例，以及我自己在探探亲身经历的云下 IDC 自建案例作为对比。 刨除 NVMe 存储部分后，DHH 自建的纯算力单价为 22 ¥，探探自建的单价为 18 ¥。
自建价格已经算上人力/运维费用了！
请注意，此成本数字中已经包含了服务器费用，以及交换机/机柜/网/电/代维/运维人员均摊后的费用。DHH 的单位价格中有 50% 是服务器之外的成本，探探中则为 20% 。如果只算服务器成本，自建单位价格可以降至 10 ¥。如果再以容器平台 500% 超卖比率计算…因此不难看出，云上的纯算力的价格是自建的 2 ～ 9 倍！为了实现云厂商所鼓吹的 “极致弹性”，“按量付费”，您需要额外付出 8倍的成本。假如您完全不在乎弹性，就跟正常采购服务器五年摊销一样使用，那么仍然需要额外付出1倍的成本。
杀猪盘的价格
如果云上的算力溢价在预付多年的 Saving Plan 中，价格还能勉强让人接受，那么云上存储的溢价就属于离谱的杀猪盘了。
大型算力往往要搭配高性能的本地存储使用 —— 例如业内经常使用的一种配比规格为 1核:64GB NVMe 存储。探探和 DHH 的自建案例中都使用此配比。 探探的服务器案例中，64核配 3.2TB NVMe SSD，采购价 6000 元，当下市价 ¥2788。在 DHH的案例中，192 核配 12 TB NVMe SSD，采购价 $2390。以标准五年质保与财务摊销计算，单位价格 ¥/(GB·月) 约为 0.02。
| 单位价格：¥/GiB月 | IOPS | 带宽 | 容量 | 按需价格 | 包月价格 | 包年价格 | 预付三年+ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ESSD 云盘 PL0 | 10K | 180 MB/s | 40G-32T | 0.76 | 0.50 | 0.43 | 0.25 |
| ESSD 云盘 PL1 | 50K | 350 MB/s | 20G-32T | 1.51 | 1.00 | 0.85 | 0.50 |
| ESSD 云盘 PL2 | 100K | 750 MB/s | 461G-32T | 3.02 | 2.00 | 1.70 | 1.00 |
| ESSD 云盘 PL3 | 1M | 4 GB/s | 1.2T-32T | 6.05 | 4.00 | 3.40 | 2.00 |
| 本地 NVMe SSD | 3M | 7 GB/s | 最大单卡64T | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
抛开系统盘/HDD这种乞丐盘，在阿里云上提供了四种不同规格等级的块存储：ESSD PL0 ~ PL3。其单位价格分别为：0.5, 1, 2, 4。ESSD PL3 的性能勉强接近本地 Gen3 NVMe SSD，但它 4 块钱的单价是本地自建的 200 倍！当然 ESSD 也有自己独立的折扣策略 —— 预付费三年以上，ESSD 可以打满顶折 5 折，但那也是 100 倍溢价了！
| 关键数字 | 按需价格 | 包月价格 | 包年价格 | 预付三年 | 预付五年 |
|---|---|---|---|---|---|
| 配上64x存储价格 | 571 ¥ | 381 ¥ | 298 ¥ | 181 ¥ | 165 ¥ |
| 是自建价格的几倍 | 25x | 17x | 13x | 8x | 7x |
| 自建成本可降低% | 96% | 94% | 92% | 88% | 86% |
| 自建成本可降至 % | 4% | 6% | 8% | 12% | 14% |
在《云盘是不是杀猪盘》中我们已经详细对比过云盘与本地盘的性能、可靠性与成本，因此这里主要使用与本地 NVMe SSD 最接近的 ESSD 云盘 PL3 作为对比。如果我们为每核 CPU 配置 64 GiB 的 PL3 块存储，则调整后的云服务器单价为：381 ¥。在此基础上：按量付费需要额外支付 50% 溢价，为 571 ¥；包年预付为 298 ¥，包三年可以打 44 折为 181 ¥，预付五年可以打三折为 165。
与 DHH / 探探自建的含存储单价 22.4 ¥ 相比，云服务器单价达到了自建的 6 ～ 25 倍！
图：带64x存储单价对比
云存储对单价的影响
在影响服务器价格的因素中，存储是变数最大的一个。
例如，以上面的标准配置：1核:4x内存:64x存储，在使用不同规格的 ESSD 的情况下，存储费用占服务器费用的比例差异非常之大。
使用 PL3 ESSD 的情况下，存储费用占比可以达到 67% ~ 77%，我们也可以选择更烂的乞丐盘作为存储，以IOPS/带宽吞吐性能为代价 “降低成本”。例如，使用 PL2 以牺牲 90% 的 IOPS 性能为代价，将这一比例降低至 51% ～ 63%，PL1/PL Auto 以牺牲 95% 的性能为代价，将此比例降低至 34% ～ 46%。PL0 则以 99% 的性能为代价，将此比例降低至 20% ～ 30% 。
| 云盘规格 | 预付五年 | 预付四年 | 预付三年 | 预付二年 | 包年价格 | 包月价格 | 按量付费 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| +PL3 ESSD | ¥165 | ¥172 | ¥181 | ¥247 | ¥298 | ¥381 | ¥571 |
| +PL2 ESSD | ¥101 | ¥108 | ¥117 | ¥158 | ¥190 | ¥253 | ¥379 |
| +PL1 ESSD | ¥69 | ¥76 | ¥85 | ¥113 | ¥135 | ¥189 | ¥283 |
| +PL0 ESSD | ¥53 | ¥60 | ¥69 | ¥91 | ¥108 | ¥157 | ¥235 |
| 纯算力价格 | ¥37 | ¥44 | ¥53 | ¥68 | ¥81 | ¥125 | ¥187 |
请注意，ESSD 块存储和 ECS 算力的折扣力度是不同步的，由于 SSD 的顶配折扣（5折）比纯算力的顶配折扣（3折）要更弱，所以存储费用比例随着预付费时间增加会越来越高。
| 云盘规格 | 预付五年 | 预付四年 | 预付三年 | 预付二年 | 包年价格 | 包月价格 | 按量付费 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| +PL3 ESSD | 77% | 75% | 71% | 72% | 73% | 67% | 67% |
| +PL2 ESSD | 63% | 60% | 55% | 57% | 57% | 51% | 51% |
| +PL1 ESSD | 46% | 42% | 38% | 40% | 40% | 34% | 34% |
| +PL0 ESSD | 30% | 27% | 23% | 25% | 25% | 20% | 20% |
| 纯算力价格 | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% |
有人主张说，云上的 ESSD 应该和 SAN 存储对比，本地 NVMe SSD 应该与实例存储进行对比。在《云盘是不是杀猪盘》中已经解释过这个问题。直接面向用户的数据库类服务使用的几乎都是 EBS 而非实例存储；此外，阿里云并非没有带本地 NVMe SSD 实例存储的机型，例如 i 系列，但这里的单价也远远说不上便宜。
预付费对单价的影响
预付费方式对云服务器的价格有着显著影响：算力的价格以包月价格作为标准，按需付费价格上浮 50%，包年打 65 折，包二、三、四、五年的折扣分别是55，44，35，30 折。存储的价格同样以包月价格作为基准，按需付费的价格上浮 51.25%，包年打85折，两年七折，三年以上五折。ECS 算力的单价（¥/核月）与块存储 ESSD 的单价（¥/GiB月）和折扣规则如下表所示：
| 付费模式 | 算力折扣 | 算力单价 | ESSD折扣 | PL3 | PL2 | PL1 | PL0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 按量付费 | 150% | 187 | 151.25% | 6.05 | 3.02 | 1.51 | 0.76 |
| 包月付费 | 100% | 125 | 100% | 4.00 | 2.00 | 1.00 | 0.50 |
| 预付一年 | 65% | 81 | 85% | 3.40 | 1.70 | 0.85 | 0.43 |
| 预付二年 | 55% | 68 | 70% | 2.80 | 1.40 | 0.70 | 0.35 |
| 预付三年 | 44% | 53 | 50% | 2.00 | 1.00 | 0.50 | 0.25 |
| 预付四年 | 35% | 44 | 50% | 2.00 | 1.00 | 0.50 | 0.25 |
| 预付五年 | 30% | 37 | 50% | 2.00 | 1.00 | 0.50 | 0.25 |
对于纯算力来说，最近三代主流实例族的价格与比例如下表所示，不难看出实际定价相当符合上面给出的模型：
| 实例族单价 | 预付五年 | 预付四年 | 预付三年 | 预付二年 | 包年价格 | 包月价格 | 按量付费 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| c6 | ¥27 | ¥31 | ¥38 | ¥49 | ¥58 | ¥88 | ¥133 |
| c7 | ¥28 | ¥33 | ¥38 | ¥52 | ¥62 | ¥96 | ¥144 |
| c8i | ¥30 | ¥35 | ¥44 | ¥56 | ¥66 | ¥101 | ¥152 |
| g6 | ¥34 | ¥40 | ¥49 | ¥62 | ¥74 | ¥114 | ¥170 |
| g7 | ¥37 | ¥43 | ¥52 | ¥67 | ¥79 | ¥123 | ¥185 |
| g8i | ¥39 | ¥46 | ¥56 | ¥72 | ¥85 | ¥130 | ¥195 |
| r6 | ¥45 | ¥53 | ¥65 | ¥83 | ¥98 | ¥150 | ¥225 |
| r7 | ¥49 | ¥57 | ¥70 | ¥89 | ¥105 | ¥164 | ¥246 |
| r8i | ¥52 | ¥61 | ¥75 | ¥95 | ¥113 | ¥173 | ¥260 |
| 实例族折扣 | 预付五年 | 预付四年 | 预付三年 | 预付二年 | 包年价格 | 包月价格 | 按量付费 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| c6 | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
| c7 | 30% | 35% | 40% | 54% | 64% | 100% | 150% |
| c8i | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
| g6 | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
| g7 | 30% | 35% | 43% | 54% | 64% | 100% | 150% |
| g8i | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
| r6 | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
| r7 | 30% | 35% | 43% | 54% | 64% | 100% | 150% |
| r8i | 30% | 35% | 43% | 55% | 65% | 100% | 150% |
上图展示了不同实例族在不同付费模式下的价格对比。如果我们对所有实例价格取一个平均（大致相当于 1c4g 机型的标准价），不同付费模式下的算力均价如柱状图所示：
实例族对价格的影响
实例族对价格的影响主要取决于三点：内存配比，芯片架构，实例代际。
首先，同一实例族内的 实例单价与CPU核数无关，即最终算力部分的价格线性正比于 CPU 核数。因此不会出现规格越大，单价越便宜或越贵的现象（这意味着云服务器实例规格越大，性价比越低）。
内存配比指的是一个 CPU 核配比多少倍的内存，内存的单位是 GiB。在阿里云上，通用型（g）实例的内存配比为1:4，标记为 4x ，即一核CPU配 4 GiB 内存。计算型（c）实例内存配比为 1:2，内存型（r）实例内存配比为 1:8 。
| 代际 | c 计算型 2x | g 通用型 4x | r 内存型 8x | c / g | r / g |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | ¥ 88 | ¥ 114 | ¥ 150 | 78% | 132% |
| 7 | ¥ 96 | ¥ 123 | ¥ 164 | 78% | 133% |
| 8 | ¥ 101 | ¥ 130 | ¥ 173 | 78% | 133% |
从统计上看，相比 4x 通用型实例族，同核数的内存型实例 8x 内存翻倍，价格是通用型实例的 132% ；同核数的计算型实例 2x 内存减半，价格是通用型实例的 78%。
我们还可以根据这里的规律计算出阿里云上内存的定价约为 12 元/GiB月：也不算便宜，16G用俩个月就够买一条了。
此外，实例/CPU 的代际也对价格有影响，例如以当下的八代实例为基准，上一代 Gen7 实例的价格会在本代基础上打 95 折，再上一代 Gen6 的实例会在本代基础上打 87 折。
| 代际 | Intel | ARM | ARM / Intel | 倚天 | 倚天 / Intel |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | ¥ 117 | ¥ 104 | 89% | ||
| 7 | ¥ 128 | ¥ 105 | 82% | ||
| 8 | ¥ 135 | ¥ 125 | 92% | ¥ 96 | 71% |
从芯片架构上看，ARM 实例价格是标准 Intel 实例的九折，阿里自研倚天芯片实例的价格是标准 Intel 实例的七折。30% off 就想找小白鼠尝鲜，诚意有些不足了。
可用区对价格的影响
从大的层面上来说，阿里云的可用区可以分为国内/国际区域，两者的价格有着泾渭分明的区别。海外可用区（包括香港）的价格要比国内可用区高很多，最贵的可用区是香港，各实例族价格几乎是国内可用区的一倍。
国内可用区价格上大体分为两类：中心城市（北上广深杭+宁汉蓉榕青）和犄角旮旯（乌兰察布，河源，呼和浩特，张家口）。中心城市可用区的实例定价保持高度一致（成都例外，有几个实例族稍微便宜点）。犄角旮旯地方的实例价格会便宜一些，相比中心城市最高可能有 30% 的折扣。
