ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РАБОЧЕЙ СТАНЦИИ НА БАЗЕ ПРОЦЕССОРА БАЙКАЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ PHORONIX TEST SUITE

В США американский конгрессмен Билл Фостер готовит законопроект, который позволит NVIDIA удаленно отключать видеокарты в странах, которые попадают в страну в обход санкциям, под эту угрозу также попадает и Россия. Это заставляет задуматься, как решить эту проблему? Существует множество вариантов, одним из них будет создание отечественных аналогов, что позволит полностью избавиться от возможных блокировок, и предоставит перспективы распространить этот продукт в других странах [1].

В России уже занимаются этим вопросом и появляются попытки создания отечественных комплектующих для компьютера, и не только видеокарт, так, например, российская компания «Байкал Электроникс» создает различные процессоры, которые походят для разных целей [2]. Но насколько они эффективны?

С решением этого вопроса поможет тестирование производительности процессора, для этого подойдет такое программное обеспечение как phoronix test suite, отличающееся от других своим разнообразием тестов, где можно проверить работоспособность дисковой системы, графического адаптера, оперативную память и т.д. [3].

Так как phoronix test suite имеет множество разных тестов, необходимо определиться, какие будет использованы на практике. Поэтому были выбраны следующие тесты:

1. pts/7-zip (compress, decompress). Тестирует скорость сжатия и распаковки данных.

2. pts/himeno. Тестирование производительности CPU при решении уравнений в частных производных.

3. pts/stress-ng (memorycopying). Скорость копиия данных в оперативной памяти.

4. pts/iozone. Производительность файловой системы и дисков.

5. pts/stress-ng (crypto). Тестирование производительности CPU при шифровании.

6. pts/stress-ng (CPUstress). Устойчивость CPU к нагрузке.

7. pts/byte (whetstonedouble). Производительность CPU при операциях с плавающей точкой [4, 5].

Приступим к практической части. Для начала установим phoronix-test-suite (на компьютере с процессором Байкал установлена ОС Альт Линукс), с помощью команды, предварительно обновив список пакетов (apt-get update):

apt-get install phoronix-test-suite

Рисунок 1. Установка phoronix-test-suite

После установки phoronix-test-suite можно просмотреть список установленных тестов с помощью команды:

phoronix-test-suite list-available-test

Теперь необходимо установить выбранные тесты, сделать это можно с помощью команды
phoronix-test-suite install <тест>, где <тест> - название теста.

Приступим к тестированию, для того чтобы запустить тест, необходимо прописать команду:

phoronix-test-suite benchmark <тест>, где <тест> - название теста.

После чего нужно выбрать, дополнительные параметры для тестирования и немного подождать, после чего выведутся результаты тестирования.

Проведем тест Whetstone Double производительности процессора. Оценка производительности проводится в миллионах операций Whetstone в секунду (MWIPS). На рисунке 2 представлен результат выполнения Тест Whetstone Double. 

Рисунок 2. Результат выполнения теста Whetstone Double

Проведем максимальную нагрузку на процессор с помощью стрессовых тестов:

- CPU stress-теста (рисунок 3)

Рисунок 3. Результат выполнения Test CPU stress

- Тест Crypto (рисунок 4)

Рисунок 4. Результат выполнения Test Crypto

- Тест Memory Coping (рисунок 5)

Рисунок 5. Результат выполнения Test Memory Coping

Тесты Compression Rating и Decompression Rating оценивают производительность процессора с помощью алгоритмов сжатия и распаковки данных (рисунки 6,7).

Рисунок 6. Результат выполнения Test Compression Rating

Рисунок 7. Результат выполнения Test Decompression Rating

Проведем вычислительный тест Poisson Pressure Solver (рисунок 8), предназначенный также для оценки производительности нашего процессора.

Рисунок 8. Результат выполнения Poisson Pressure Solver

И наконец, проведем тестирование производительности файловой системы с помощью теста iozone. Результаты тестирование приведены в таблице 1.

Таким образом, результаты тестов представлены в виде двух таблиц, одна для теста pts/iozone, а во второй остальные тесты.

Таблица 1.

Результаты выполнения теста Iozone

Iozone	MB/s	MB/s	MB/s	Среднее/MB/s	Deviation
Record size: 1MB File size: 2GB	1750,45	1700,72	1720,24	1723,80	1,45%
Record size: 1MB File size: 4GB	905,35	917,06	924,37	915,59	1,05%
Record size: 1MB File size: 8GB	815,18	807,21	814,63	812,34	0,55%
Record size: 2MB File size: 2GB	1529,83	1520,78	1524,12	1524.91	0,30 %
Record size: 2MB File size: 4GB	1599,54	1582,21	1579,75	1587,18	0,68 %
Record size: 2MB File size: 8GB	1649,15	1621,90	1629,52	1628,19	0,86%

 

Из таблицы видно, что производительность зависит от размеров файлов и записей.

В представленных условия самая высокая скорость была 1700,72 MB/s, минимальная 807,21 MB/s. Отклонение изменяется в диапазоне от 0,30% до 1,45%. Значение отклонения достаточно небольшие, что может свидетельствовать о хорошей работе дисковой системы.

Видно, что чем больше размер файла, тем меньше скорость чтения, а когда файл не помещается в кеш, идет обращение к диску, и это замедляет операцию чтения.

При увеличении размера записи (с 1MB до 2MB) снижает производительность для файлов небольшого размера (2GB) и увеличивает для файлов большего размера (4GB и 8GB). Таким образом размер записи также влияет на производительность, но очевидного объяснения мы не нашли.

Полученные данные очень важны при работе с обработкой больших файлов. Максимальная производительность достигается при работе с небольшими файлами и небольшим размером записи.

В таблице 2 представлены результаты проведенных тестов.

Из таблицы видно, что отклонение для всех тестов лежит в диапазоне от 0.19% до 4,38%, что указывает на достаточно стабильные и воспроизводимые результаты.

CPU stress показал, что процессор хорошо справляется с длительной высокой нагрузкой.

Compression Rating тест показывает стабильную производительность при сжатии данных. Тогда как Decompression Rating выявляет некоторое значительное отклонение производительности при распаковке данных. Отклонение является максимальным до 4,38% среди всех проведенных тестов.

Из таблицы видно, что отклонение для всех тестов лежит в диапазоне от 0.19% до 4,38%, что указывает на достаточно стабильные и воспроизводимые результаты.

CPU stress показал, что процессор хорошо справляется с длительной высокой нагрузкой.

Таблица 2.

Значения тестов

Название теста	1	2	3	Среднее значение	Отклонение
CPU stress	4541,2	4518,8	4516,9	4525,6	0,30%
Crypto	841,86	814,72	807,24	821,27	2,22%
Memory copying	1944,77	1878,56	1902,62	1908,65	1,76%
Whetstone Double	56,75	54,52	57,46	56,24	2,73%
Compression Rating	3323	3289	3197	3270	1,99%
Decompression Rating	4498	4653	4905	4685	4,38%
Poisson Pressure Solver	175,64	175,12	175,01	175,26	0,19%

 

Compression Rating тест показывает стабильную производительность при сжатии данных. Тогда как Decompression Rating выявляет некоторое значительное отклонение производительности при распаковке данных. Отклонение является максимальным до 4,38% среди всех проведенных тестов.

Тест Memory copying показал, что скорость копирования достаточно стабильна, хотя возможно на нее могут влиять другие процессы, использующие память.

Самый стабильный результат показал тест Poisson Pressure Solver с минимальным отклонением 0,19%. Процессор хорошо справляется с тестовым решением и его результаты не зависят от внешних факторов.

В целом, результаты тестов показывают, что система работает достаточно стабильно, за исключением некоторых вопросов к производительности при распаковке данных.

Таким образом, можно сделать вывод, что российским разработкам еще далеко до зарубежных, так как в этой сфере у наших производителей еще банально нет опыта, главное в этом деле не останавливаться, а напротив, постоянно совершенствоваться, проводить анализы недочетов и делать работу над ошибками.