m7i インスタンス vs 自作PC(i9 13900k)

AWSについて調べてみたとき,どの程度サーバーの性能(CPUの計算能力)に対してどの程度の料金がかかるのか全くわからないかったので, 調べてまとめてみました。

普通にPCを組んだ場合とで比較してみます。AWSの方が、耐障害性や可用性と拡張性などに優れているし, 様々な考慮すべき要素があるので一概に比較はできないとおもいます。

非常に大雑把な計算ですが, 計算能力に対してAWS(EC2)にどれくらいのお金を支払っているかの肌感はつかめるとおもいます。


# m7iインスタンスの性能と価格

### 参考にした情報

- 第4世代インテル Xeon スケーラブルプロセッサ (Sapphire Rapids 8488C)
- DDR4 に比べて広い帯域幅を提供する最新の DDR5 メモリ
- インテル Total Memory Encryption (TME) による常時メモリ暗号化のサポート
- 最大 192 基の仮想 CPU と 768 GB のメモリ

https://aws.amazon.com/jp/ec2/instance-types


m7iのCinebench R23でのCPUの性能が載っています. 

https://www.skyarch.net/blog/m7i・m7i-flex-を試してみたwindows編/

ここによると
`m7i.xlarge`の場合, 2コア4スレッド(vCPU: 4)でのCinebench R23のスコアが
シングルスレッドで$1470$,マルチスレッドで$3400$くらいです。これをもと各々のインスタンスのCPU性能を推定して表にまとめました. 


### m7iインスタンスの性能と料金比較表

スコアはCinebench R23です。

| タイプ | コア | スレッド(vCPU) | メモリ (GB) | シングルスコア  | マルチスコア | オンデマンド料金 (USD/時間) |
|---------------------|--------|-------------------|-------------|-------------------------------------|------------------------------------|----------------------------------|
| m7i.large           | 1      | 2                 | 8           | 1,470                               | 1,650                              | 0.1302                           |
| m7i.xlarge          | 2      | 4                 | 16          | 1,470                               | 3,300                              | 0.2604                           |
| m7i.4xlarge         | 8      | 16                | 64          | 1,470                               | 11,880                             | 1.0416                           |
| m7i.8xlarge         | 16     | 32                | 128         | 1,470                               | 23,760                             | 2.0832                           |
| m7i.12xlarge        | 24     | 48                | 192         | 1,470                               | 35,640                             | 3.1248                           |
| m7i.16xlarge        | 32     | 64                | 256         | 1,470                               | 47,520                             | 4.1664                           |
| m7i.24xlarge        | 48     | 96                | 384         | 1,470                               | 71,280                             | 6.2496                           |
| m7i.48xlarge        | 96     | 192               | 768         | 1,470                               | 142,560                            | 12.4992                          |

これに対して, コンリューマー向けのCPUの性能を載せます. コアはPコア+Eコアの違いなどはあまり気にせずスコアをみてみましょう。

| モデル               | コア | スレッド | シングルスコア | マルチコアスコア  | 価格 (USD) |
|---------------------|--------|------------|------------------------------------|-----------------------------------|------------|
| i5-14600K| 14     | 20         | 2,097                              | 24,683                            | 319        |
| i7-14700K| 20     | 28         | 2,200                              | 35,000                            | 409        |
| i9-14900K| 24     | 32         | 2,358                              | 38,712                            | 589        |


### `m7i.8xlarge`と同等スペックに計算能力が近いコンリューマー向けPCを組んでみたときの金額を比較

コンリューマー向けのPCは100%の性能で24時間稼働することは想定されていません。たぶん壊れます。14900kを選択して60%くらいの性能を出すとします。128GBのDDR5のメモリーのPCを組んだ場合、CineBenchiの結果からだいたい計算能力は同じになります。

32GBで4枚組みのDDR5のメモリーは\\$500としてCPUは\\$600, マザーボード\\$200, 電源\\$200とします。 その他ケースなどもいれても$\\$1800$くらいです。

##### `m7i.8xlarge`を24時間稼働で1年使った場合のコスト 

`m7i.8xlarge`を1年間運用した場合の料金を計算しましょう。ストレージ料金は入っていません。

https://calculator.aws/#/createCalculator/ec2-enhancement

`m7i.8xlarge`インスタンスのオンデマンド料金は$ \\$2.0832/$時間です。これを24時間365日運用した場合の年間コストを計算します。

 **1日のコスト**:
   $ 2.0832  \text{USD/時間} \times 24 \ \text{時間/日} = 49.9968 \ \text{USD/日} $

 **1年間のコスト**:
   $ 49.9968 \ \text{USD/日} \times 365 \\text{日/年} = 18,248 \ \text{USD/年} $

1年間使う場合は事前入金すれば割引を受けられるプランEC2 Instance Savings Plans があり、割引を受けられます。

コンリューマー向けの方はこれに加えて電気代がかかるのでそれもハードの値段以外にそれも考慮します。

平均消費電力: 350W（仮定）
年間消費電力: 350W × 24時間 × 365日 ≒ 3,000kWh
年間電力コスト: 3,000kWh × \\$0.2/kWh ≒ $600


| 料金プラン                         | 年間コスト (USD)      |
|------------------------------------|-------------------|
| オンデマンド                       | $18,248          |
| EC2 Instance Savings Plans (月額払い) | $12,091       |
| EC2 Instance Savings Plans (一括払い) | $11,285       |
| i9-14900k+DDR5 128GBのPC | $2,400       |



### 回線料金も考慮した場合

##### コンリューマー向けの10Gbpsのプラン

コンリューマー向けの回線費用を入れた場合も考えてみます。 \\$60/月で12ヶ月分≒\\$700です。これにはルーター10Gbpsに対応しているルーターのレンタル料金も入っていることが多いです。

コンリューマー向けの光回線は受信について無制限ですが, 送信については速度制限がかかる可能性があります。各社の利用規約を読んでください。たとえば, auひかり10Gpbsプランの場合, 1日に30GB以上アップロードすると速度制限がかかる場合があると規約にかかれています。

##### AWSの回線コストとスペック

AWSの場合も受信について無制限で無料ですが, データの送信については月間で100GBまでは無料ですが, それ以上は追加料金がかかります。最大の帯域速度は`m7i.8xlarge`の場合, 12.5Gbpsです。

##### 1年利用した場合の料金比較表



| 料金プラン                         | 年間コスト (USD)      |
|------------------------------------|-------------------|
| `m7i.8xlarge`  オンデマンド                     | $18,248          |
|`m7i.8xlarge` EC2 Instance Savings Plans (月額払い)  | $12,091       |
| `m7i.8xlarge` EC2 Instance Savings Plans (一括払い) | $11,285       |
|  i9-14900k+DDR5 128GBのPC+10Gbps | $3,100      |


### ストレージまで考慮した場合

##### コンリューマー向けのSSD

Samsung 990 PRO 4TB (最大転送速度 : 読出7,450MB/秒 書込6,900MB/秒)のSSDの価格は\\$400ほどです。これを2枚搭載した場合, 容量は8TBで\\$800です。


##### AWSのストレージサービスEBS

 gp3の年間ストレージ料金計算です.

 ストレージ料金:
   - 単価: $0.096/GB/月
   - ストレージサイズ: 8,192 GB

$ \text{月額ストレージ料金} = 8,192 \text{GB} \times 0.096 \text{USD/GB} = 786.43 \text{USD/月} $

$ \text{年間ストレージ料金} = 786.43 \text{USD/月} \times 12 \text{ヶ月} = 9,437.16 \text{USD/年} $

この計算により、8TBのGP3ストレージを1年間使用する場合の総コストは$9,437となります。


##### EC2インスタンスおよびEBSの年間コスト比較表

| 料金プラン                         | 年間コスト (USD)      | インスタンス + ストレージ (EBS 8TB or SSD 8TB) |
|------------------------------------|-------------------|-------------------------|
| `m7i.8xlarge`  オンデマンド                     | $18,248          | $27,685             |
|`m7i.8xlarge` EC2 Instance Savings Plans (月額払い)  | $12,091       | $21,528             |
| `m7i.8xlarge` EC2 Instance Savings Plans (一括払い) | $11,285       | $20,722             |
| i9-14900k + DDR5 128GBのPC + 10Gbps | $3,100        | $3,900 |